ऊर्जेचे अंतरंग-११: दैनंदिन व्यक्तिगत शारीरिक गरज
आपल्या दैनंदिन व्यक्तीगत शारीरिक गरजेकरता लागणारी ऊर्जा, घरगुती उपकरणांसाठी प्रतिदिन लागणारी ऊर्जा, आपल्याला दररोज उष्णता, उजेड, वारा, पाणी, वातानुकूलन, परिवहन इत्यादी गरजांसाठी लागणारी ऊर्जा लक्षात घेतली आणि ती आपण मिळवतो कशी ह्याचा ताळेबंद लक्षात घेतला तर आपण तिच्या निरंतर उपलब्धतेसाठीचे नियोजन व्यवस्थित करू शकू.
प्रथमतः आपल्या दैनंदिन व्यक्तिगत शारीरिक गरजांचा ताळेबंद पाहू. आपल्याला दैनंदिन व्यक्तिगत शारीरिक गरजेसाठी ऊर्जा लागते किती आणि मिळते कशी (कशातून) ? प्रथम बघू या, लागते किती ते.
सर आयझॅक न्यूटन (०४-०१-१६४३ ते ३१-०३-१७२७) सफरचंदाच्या झाडाखाली बसले होते. झाडावरून सफरचंद पडले. झाडापासून सुटलेले फळ पृथ्वीकडेच का खेचल्या जाते? हा विचार करता करता त्यांना गुरुत्वाकर्षणाचा शोध लागला. गुरुत्वाकर्षण हे बल असते. हे बल गुरुत्व म्हणजे मोठेपणाने प्राप्त होते. जेवढे वस्तुमान मोठे तेवढेच त्याचे गुरुत्वही आणि म्हणूनच गुरुत्वाकर्षणही. चंद्र पृथ्वीच्या मानानी सहापट लहान वस्तुमानाचा. म्हणून त्याचे गुरुत्वाकर्षणही सहापट कमी. याशिवाय, जर पडणारे फळ मोठे असेल तर त्यावरील ओढीचे (त्वरणाचे) बलही जास्त असणार.
ऊर्जा ही बहुधा विश्वाचे अंतर्बाह्य वर्णन करू शकेल अशी एक अर्थपूर्ण अभिव्यक्ती आहे. भौतिकशास्त्र व जीवशास्त्र यांसाठी ती आधारभूत आहेच, शिवाय आपल्या उद्योगसंपन्न समाजाच्या बहुतेक आविष्कारांसाठीही ती महत्त्व राखते. ऊर्जा म्हणजे दळणवळण, वातानुकूलन, शेतीसाठी लागणारी खते आणि उद्योगांना लागणारी रासायनिक उत्पादने ह्यांसाठीचे इंधनच नव्हे तर अन्न, घरबांधणी व एकूणच मानवाच्या कल्याणासाठी लागणारे इंधन होय.
एककास (युनिटला) चार रुपये दराने एन्रॉन वीजनिर्मिती करणार म्हटल्यावर सगळ्यांच्या भुवया वर चढल्या होत्या त्यावेळी. कारण तेव्हा वीज, मराविमं (महाराष्ट्र राज्य विद्युत मंडळ) दर एककास दीड रुपया दराने सामान्य ग्राहकांना देत होते. एन्रॉनचा प्रस्ताव त्यावेळी तरी भविष्यातलाच होता. सामान्यांना ह्या तफावतीचे राजकारण उमगले नाही. आज मुंबईला वीज पुरवठा अविरत करता यावा म्हणून दर एककास सात-आठ ते दहा-पंधरा रुपये दराने महागाईची वीज मिळवितांनाही नाकी नऊ येत आहेत. तेव्हाच जर तुलना शास्त्रीय पद्धतीने करून त्वरित ऊर्जोत्पादन सुरू केले असते तर आजचे दिवस ना दिसते.
वाफेतली ऊर्जा काढून घेतली तर तिचे पाणी होते. पाण्यातली ऊर्जा काढून घेतली तर त्याचा बर्फ होतो. बर्फातली ऊर्जा काढून घेतली तर त्याचे काय होते? त्याचे तापमान ऊर्जा काढून घेत जावी तसतसे घटत जाते. बर्फाला जसजसे निववत जावे तसतसे निववणार्‍या पदार्थाचे तापमान वाढत जाते. म्हणजे मग तो पदार्थ पुन्हा बर्फास निववू शकत नाही. जेव्हा निववणारे पदार्थच संपत जातात तेव्हा मग बर्फाला आणखी निववणे शक्य होत नाही. कारण मग त्या तापमानापेक्षा कमी तापमानाचे निववणारे पदार्थच उपलब्ध होत नाहीत. अशा तापमानाला निव्वळ शून्य अंश तापमान म्हणतात.
मुळात सृष्टीवरील सर्वच ऊर्जा ही इथली नाही. ती एकतर सृष्टीच्या जन्मासोबत इथे आलेली आहे किंवा सतत होत असणार्‍या किरणांच्या वर्षावातून इथवर येत आहे. आलेल्या ऊर्जेची विविध रूपे आपण ह्यापूर्वी पाहिली. आता आपण निरंतर इथवर येत राहणार्‍या 'प्रारण' ऊर्जेचे दोहन कसे करता येईल, ती सक्षमखर्ची पद्धतीने, पुरवून पुरवून कशी वापरता येईल, न पेक्षा, वाया जात असल्यास, अडवा व जिरवा धोरणाने इथेच खिळवून ठेवून नंतर कशी वापरता येईल, हे पाहणार आहोत.
न्यू मेक्सिकोतील अल्बुकर्कच्या दक्षिणेस १२० मैलांवरील अमेरिकेच्या अलामागार्डो भूदलाच्या, बिकिनी बेटावरील हवाई तळातील एका उंच लोखंडी मनोर्‍यावर, स्थानिक वेळेनुसार, १६ जुलै १९४५ रोजी सकाळी ०५३० वाजता, जगातील पहिला ज्ञात अणुस्फोट करण्यात आला. ज्येष्ठ वैज्ञानिक ओपेनहॅमर ह्यांनी, त्या स्फोटातील ऊर्जेचे वर्णन करताना 'दिवि सूर्यसहस्रस्य*' ह्या गीतेतील श्लोकाचा आधार घेतला. हजार सूर्यांएवढी दीप्ती त्यांना त्या स्फोटात भासली. स्फोटाचा तत्कालीन उद्देश दुसर्‍या महायुद्धाचा अंत लवकरात लवकर घडविणे हा असला तरीही, ह्या घटनेनंतर जगाचा ऊर्जास्त्रोतांकडे पाहण्याचा दृष्टिकोन आमूलाग्र बदलला.
पदभ्रामकांना अंधार पडताच काळजी लागते ती सरपणाची. कारण जिथे रात्र काढायची तिथे उजेड पाहिजे, इंधन पाहिजे. ती गरज भागते सरपणाने. खेड्यातल्या लोकांचा अर्धा वेळ पाणी आणि सरपण गोळा करण्यातच खर्च होतो. सर्व प्रकारच्या सरपणांमध्ये ज्या प्रकारची ऊर्जा असते तिला 'रासायनिक' ऊर्जा म्हणतात. कारण हे, की पदार्थांच्या रासायनिक स्थित्यंतरांतून त्या ऊर्जेचे विमोचन होत असते.
मी १९८४ मध्ये राष्ट्रीय हिमालयी पदभ्रमण कार्यक्रमांतर्गत वाटचाल करत असताना सुमारे १२,००० फुटांवर एक अनोखी 'पाणचक्की (हायड्रो-टर्बाईन)' पाहिली. तिथे कुणीच नव्हते. हिमालयात जाता-येता दिसतात तसलाच एक जोराचा पाण्याचा प्रवाह, मोठ्या देवदार वृक्षाच्या लांबलचक खोडाची पन्हळ आडवी करून त्यातून निमुळता करून एका जागी एका जमिनीसमांतर आडव्या, मोठ्या लाकडी चक्राच्या पात्यांवर सोडलेला होता. लाकडी चक्राच्या मध्यावर एका दगडी जात्याची वरची पात घट्ट बसविलेली होती. चक्र फिरताना ती वरची पात खालच्या दगडी पातीवर वेगाने गोल फिरत होती.
वारं आलं. कागद उडाले. कागदांवर ठेवलेला काचेचा वजनी गोळाही (पेपरवेटही) ढकलल्या गेला. पायावर पडला. लागलं. पण तोच गोळा जर नुसता पावलांवर अलगद ठेवला असता तर मुळीच लागलं नसतं. तो गोळा ज्या उंचीवरून पडला त्या उंचीमुळेच गोळ्यात काहीतरी वेगळी 'ऊर्जा' निर्माण होत असावी. तिलाच 'स्थितीज ऊर्जा' म्हणतात. स्थितीमुळे प्राप्त झालेली ऊर्जा. अर्थातच जेवढी उंची जास्त तेवढीच ऊर्जाही जास्त. आणि हेही खरेच की स्थितीज ऊर्जा जशी त्या वस्तूच्या उंचीवर अवलंबून असते तशीच ती त्या वस्तूच्या वजनावरही अवलंबून असते. वजन जास्त असेल तर ती वस्तू तेवढ्याच उंचीवर जास्त ऊर्जा सामावू शकेल.
