মহাকর্ষীয় ধ্রুবক বা Gravitational Constant (G) হলো এমন একটি মৌলিক ধ্রুবক যা নিউটনের সর্বজনীন মহাকর্ষ সূত্রে ব্যবহৃত হয়। এই ধ্রুবক দুটি বস্তুর মধ্যে মহাকর্ষীয় আকর্ষণ বল নির্ণয়ে অপরিহার্য ভূমিকা রাখে। নিউটন ১৭শ শতাব্দীতে এই সূত্র প্রবর্তন করেন, যা মহাবিশ্বের প্রতিটি পদার্থের মধ্যে আকর্ষণ বলের সম্পর্ক ব্যাখ্যা করে।
মূল বিষয়গুলো নিচে দেওয়া হলো—
-
সংজ্ঞা: মহাকর্ষীয় ধ্রুবক (G) হলো সেই ধ্রুবক যা দিয়ে দুটি বস্তুর ভর ও তাদের মধ্যবর্তী দূরত্বের ভিত্তিতে মহাকর্ষীয় বল নির্ণয় করা হয়।
-
সূত্র:
F = G × (m₁m₂) / r²
এখানে,
F = মহাকর্ষীয় আকর্ষণ বল (Newton),
m₁ ও m₂ = দুই বস্তুর ভর (kilogram),
r = তাদের মধ্যে দূরত্ব (meter),
G = মহাকর্ষীয় ধ্রুবক।
-
G-এর মান: পরীক্ষামূলকভাবে G-এর মান পাওয়া গেছে 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻²। অর্থাৎ, দুই কেজি ভর যদি ১ মিটার দূরে অবস্থান করে, তবে তাদের মধ্যে মহাকর্ষীয় বল হবে 6.67 × 10⁻¹¹ নিউটন।
-
একক বিশ্লেষণ:
নিউটনের সূত্র অনুযায়ী,
G = F × r² / (m₁m₂)
একক হবে N·m²·kg⁻²
→ (Newton × meter² ÷ kilogram²)।
-
গুরুত্ব:
G পদার্থবিজ্ঞানে একটি সার্বজনীন ধ্রুবক। এটি শুধু পৃথিবীর জন্য নয়, পুরো মহাবিশ্বের জন্য একই থাকে। এই ধ্রুবক ব্যবহারের মাধ্যমে আমরা গ্রহ, নক্ষত্র ও উপগ্রহের মধ্যকার আকর্ষণ বল নির্ণয় করতে পারি।
-
প্রথম পরীক্ষামূলক পরিমাপ:
১৭৯৮ সালে হেনরি ক্যাভেন্ডিশ (Henry Cavendish) "torsion balance" পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রথম G-এর মান নির্ধারণ করেন। তার পরীক্ষাটি “Cavendish Experiment” নামে পরিচিত।
-
ভৌত তাৎপর্য:
G-এর মান খুব ছোট, যার মানে মহাকর্ষীয় বল তুলনামূলকভাবে দুর্বল একটি বল। যেমন, দুটি ছোট বস্তুর মধ্যে আকর্ষণ বল প্রায় অনুভবযোগ্য নয়, কিন্তু যখন ভর অনেক বড় হয় (যেমন পৃথিবী বা সূর্য), তখন এই বল বিশাল প্রভাব ফেলে।
-
প্রয়োগ:
-
পৃথিবীর ভর ও ঘনত্ব নির্ণয়ে
-
গ্রহ ও উপগ্রহের কক্ষপথ বিশ্লেষণে
-
মহাবিশ্বের গঠন ও সম্প্রসারণ ব্যাখ্যায়
-
সম্পর্কিত সূত্র:
পৃথিবীর পৃষ্ঠে মহাকর্ষজ ত্বরণ g = G × (M / R²)
এখানে M = পৃথিবীর ভর, R = পৃথিবীর ব্যাসার্ধ।
সংক্ষেপে বলা যায়, মহাকর্ষীয় ধ্রুবক G প্রকৃতির অন্যতম মৌলিক ধ্রুবক যা মহাবিশ্বের প্রতিটি ভরযুক্ত বস্তুর পারস্পরিক আকর্ষণ শক্তি নির্ধারণ করে। এর মান 6.67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg², যা পদার্থবিজ্ঞানে সর্বজনীনভাবে গৃহীত।
