विज्ञान रंजन – लखलख चंदेरी…

>> विनायक

पावसाळी वातावरणात आकाशात कृष्णमेघांचा मांडव पसरला की, अनेकदा विजांचे तांडवही सुरू होते. काळ्या  ढगांवर लखलखीत नक्षी क्षणकाळ उमटवून आणि कानठळ्या बसवणारा आवाज करून विद्युल्लता क्षणात लुप्त होते. ध्वनीच्या वेगापेक्षा प्रकाशाचा वेग कैक पटींनी अधिक असल्याने वीज आधी चमकताना दिसते आणि पाठोपाठ नभघुमटात आवाज घुमतो. अनेकदा तो दुरून क्षितिजावर दिसतो तेव्हा रम्य वाटतो, पण आपल्याच परिसरात माथ्यावर विजांचं नृत्य आणि ध्वनी कल्लोळ सुरू झाला की, भलेभले घाबरतात. एखाद वेळेस अवकाशातली ही विद्युतरेखा थेट जमिनीपर्यंत येते. या ‘वीज म्हणाली धरतीला’ प्रकारात कित्येकदा जीवितहानीसुद्धा होते. घरांना आग लागू शकते. जंगले पेटून वणवा उफाळतो.

तसं पाहिलं तर ती नैसर्गिकरीत्या निर्माण होणारी वीज एक अतिप्रचंड शक्तीचा स्रोत आहे, परंतु ही ऊर्जा फार काळ आणि मोठ्या प्रमाणावर ‘साठवणे’ कठीण व खर्चिक असते. प्रचंड आकाराच्या बॅटरी निघाल्यापासून साठवलेली वीज वापरायला माणूस शिकला. अनेक घरातले ‘इन्व्हर्टर’ अशाच साठवलेल्या विजेवर चालतात आणि नियमित वीज प्रवाह काही काळ काही कारणाने खंडित झाला तरी घरातले दिवे, पंखे सुरू ठेवतात.

विद्युत केंद्रातली वीज कधी दगडी कोळशाचे ज्वलन, तर कधी पाण्याच्या जोरदार प्रवाहावर ‘जनित्र’ (किंवा टर्बाइन) लावून निर्माण केली जाते. याव्यतिरिक्त कृत्रिम वीज निर्मितीसाठी अणुशक्ती, पवनशक्ती किंवा सौरशक्तीचा उपयोग केला जातो. त्याविषयी आणि घरगुती वापराच्या विजेविषयी नंतर थोडक्यात, पण महत्त्वाची माहिती घेऊ.

आजचा विषय आहे तो पावसाळ्यात ढगांच्या टकरीतून तयार होणाऱ्या रौद्ररम्य विजेचा. महाकवी कालिदासाच्या ‘मेघदूत’ काव्यातील ‘आषाढस्य प्रथम दिवसे’ हा श्लोक प्रसिद्ध आहे. त्यात ‘वप्रक्रीडा परिणत गज’ म्हणजे परस्परांना टक्कर देणाऱ्या दोन मदोन्मत्त हत्तींसारखे विशाल कृष्णमेघांचे वर्णन आहे. सध्या आषाढ महिनाच सुरू असल्याने हे सहज आठवले.

आकाशातील वीज कशी निर्माण होते याचा वैज्ञानिक अभ्यास आता पूर्णत्वाला गेलेला आहे. एकेकाळी अमेरिकेत बेंजामिन फ्रॅन्कलिन यांनी पावसाळी वातावरणात पतंग उडवताना मांज्याला लोखंडी चाव्या बांधून त्यात वीज प्रवाह येऊन ‘शॉक’ बसतो याचा अनुभव घेतला होता!

आधुनिक विज्ञान असं सांगतं की, दोन इलेक्ट्रिकली चार्ज्ड किंवा ‘भारित’ असे विभाग (रिजन) वातावरणात निर्माण झाले की वीज निर्मिती होते. हे दोन्ही भाग वातावरणात किंवा एक भाग पृथ्वीवरही असतो. दमट, पावसाळी वातावरणात विजेचा गडगडाट, कडकडाट अनुभवायला मिळतो. मात्र पृथ्वीवर अनेक ठिकाणी बर्फाळ किंवा थंड प्रदेशात ‘विन्टर लायटनिंग’ होताना आढळते. त्याची तीव्रता 200 मेगा ज्युल ते 700 गिगा ज्युल इतकी असते. ज्युल हे सर्वमान्य ऊर्जा मापनाचे तंत्र आहे. ते सेल्सिअसमध्ये सांगणे कठीण, पण एक ग्रॅम पाणी एक अंश सेल्सिअसपर्यंत तापण्यासाठी 4.184 ज्युल ऊर्जा लागते. हे लक्षात राहिले तर ठीक.

विजेच्या लखलखण्याची ऊर्जा सुमारे 30 हजार अंश सेल्सिअस इतकी असते. जेव्हा इलेक्ट्रोमॅग्नॅटिक प्रारणांची तरंग लांबी सर्वदूर पसरते, तेव्हा वीज ‘चमकते’ आणि प्रचंड ध्वनी कल्लोळ उमटतो. आकाशातली वीज कुठे कुठे ‘जन्माला’ येते? कधी कधी एकाच विशाल मेघामध्ये, तर कधी दोन ढगांच्या टकरींमधून आणि तिसरा प्रकार म्हणते मेघमाला व पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या संयोगातून. त्यालाच वीज कडाडणे म्हणतात. मात्र दोन मोठ्या विद्युतचुंबकीय भारित ढगांमध्ये निर्माण झालेली वीज ‘धरती’कडे झेपावून मानवी वस्तीला भीतिदायक ठरू शकते.

यातील ढग आणि धरित्रीशी ‘नातं’ जोडणारा वीज प्रवाह गडगडणारे ढग व जमीन यांच्यातला असतो. बहुतेक वेळा पावसाळी वातावरणात चक्रीवादळांच्या काळात विजा चमकताना दिसतात. जगात कुठे ना कुठे वर्षभर प्रतिसेकंदाला 44 वेळा वीज चमकते. त्यामुळे दरवर्षी पृथ्वीवासीय एक अब्ज 44 कोटी विजांचा चंदेरी लखलखाट अनुभवतात.

विजा नुसत्याच चमकल्या तर ठीक, पण त्या पृथ्वीकडे झेपावतात तेव्हा माणसांचे, प्राण्यांचे आणि वनस्पतींचेही बळी घेऊ शकतात. जगात सुमारे 24 हजार माणसे दरवर्षी आकाशातील वीज पडल्याने दगावतात, तर सुमारे 2 लाख 40 हजार जखमी होतात. हिंदुस्थानात 2022 मध्ये 2887 जण वीजपतन होऊन कालवश झाले. महाराष्ट्राच्या विदर्भ, मराठवाडा विभागातील हवामान विद्युत्पाताला अधिक अनुकूल असल्याचं मानलं जातं. कारण इथला उन्हाळाही तीव्र असतो. अनेकदा वीज पडून कोणी दगावल्याचे वृत्त येते. काही वर्षांपूर्वी मुंबईतही चौपाटीवर वीज पडल्याची घटना घडली होती. देशामध्ये बिहार राज्यात सर्वाधिक विद्युत्पात होतात. अर्थात त्याची आगाऊ उपाययोजना केली असल्यास जीवितहानी रोखता येते.