બ્રૅડલી, જેમ્સ

બ્રૅડલી, જેમ્સ (જ. માર્ચ 1693, શેરબોર્ન, ગ્લૉસ્ટરશાયર, ઇંગ્લૅન્ડ; અ. 13 જુલાઈ 1762, ચૅલ્ફર્ડ, ગ્લૉસ્ટરશાયર) : તારાના પ્રકાશની પથભ્રષ્ટતા (aberration of starlight) અને પૃથ્વીની ધરીના ડોલન અથવા ધૂનન(nutation)ની શોધ કરનાર, અને એના દ્વારા ખગોલમિતિ(Positional astronomy)ના વિકાસમાં મહત્વનું પ્રદાન કરનાર અંગ્રેજ ખગોળશાસ્ત્રી. પ્રકાશનો વેગ એના જેટલી સૂક્ષ્મતાથી અગાઉ કોઈએ માપ્યો ન હતો. પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ પ્રદક્ષિણા કરે છે, તેની સ્પષ્ટ સાબિતી પૂરી પાડનાર પણ તે પહેલો વૈજ્ઞાનિક હતો.

1711માં ઑક્સફર્ડની બૉલિયૉલ કૉલેજ(Balliol College)માં દાખલ થઈને એણે ધર્મશાસ્ત્ર(theology)નો અભ્યાસ કર્યો અને અહીંથી 1714માં બી.એ. અને 1717માં એમ.એ.ની પદવી મેળવી; પરંતુ બી.એ. કર્યા પછી એના કાકા રેવરન્ડ જેમ્સ પાઉન્ડ(1669–1724)ને લીધે ખગોળવિદ્યામાં રસ જાગ્યો. ઍડમંડ હેલી (1656–1742) જેવા પ્રખ્યાત ખગોળશાસ્ત્રીના મિત્ર હોવાને નાતે બ્રેડલીની ઓળખાણ એમણે એની સાથે પણ કરાવી. ગણિત જેવા વિષયમાં રસને કારણે યુવાન બ્રેડલીને ન્યૂટન (1642–1727) અને હેલી જેવા મિત્રો સાંપડ્યા.

પદવી લીધા પછી પણ ખગોળવિદ્યામાં બ્રેડલીનો રસ જળવાઈ રહ્યો અને હેલીની ભલામણથી 1718માં એને લંડનની રૉયલ સોસાયટીનો ફેલો બનાવવામાં આવ્યો. 1719માં તેને પાદરીની દીક્ષા આપવામાં આવી અને પહેલાં બ્રિડ્સ્ટૉ(Bridstow)માં દેવળના પાદરી તરીકે અને એ પછી થોડા જ સમયમાં હર્ટફૉર્ડના બિશપના દેવઘરના પાદરી-ચૅપલના પાદરી – અર્થાત્, ચૅપ્લિન (chaplain to the Bishop of Hertford) તરીકે એની નિમણૂક કરવામાં આવી. પરંતુ ઑક્સફર્ડમાં ખગોળશાસ્ત્રના સૅવિલિયન પ્રોફેસર (Savilian Professor of Astronomy) તરીકે નિમણૂક થતા ચૅપલના પાદરીપદેથી 1721માં એણે રાજીનામું આપ્યું. એ પછી એના જીવનનો સમગ્ર પ્રવાહ ખગોળ તરફ વળ્યો. ખગોળવિદ્યા આજીવિકાનું સાધન બની. આયુષ્યના છેવટના થોડા દિવસો માંદગીમાં પટકાયો તે બાદ કરતાં શિક્ષણકાર્યમાં તથા સંશોધનમાં તે આજન્મ સતત સક્રિય રહ્યો. આમ તો 1720 સુધીમાં એટલે કે 27 વર્ષની ઉંમર સુધીમાં તે ખગોળમાં મહત્વની શોધો કરી ચૂક્યો હતો, પરંતુ એ પછી પણ જીવનનાં બાકીનાં વર્ષોમાં એની સંશોધન-કારકિર્દીમાં ક્યારેય ઓટ આવી નથી. જિંદગીભર એણે જે કાંઈ પ્રસિદ્ધ કર્યું તે સઘળું જ અસાધારણ ઊંચી કક્ષાનું અને પ્રમાણભૂત રહ્યું.

1742માં બ્રિટનના રાજજ્યોતિષી (Astronomer Royal) હેલીનું અવસાન થતાં બ્રેડલીની નિમણૂક તેના અનુગામી તરીકે થઈ. આવું માન મેળવનાર તે ત્રીજો ખગોળવેત્તા હતો. આ હોદ્દાની હેસિયતથી ઇંગ્લૅન્ડની ગ્રિનિચ વેધશાળાનો પણ તે ત્રીજો નિયામક બન્યો. વેધશાળાને આધુનિક બનાવવા અને એમાંનાં ઉપકરણોને નવો ઓપ આપવા એણે પ્રયત્નો આદર્યા અને તારાઓના વેધ લેવાની વિસ્તૃત કામગીરીનો આરંભ કરાવ્યો. સોસાયટીની સેવાની કદર તરીકે અને ખાસ તો પૃથ્વીની અક્ષ-વિચલન(nutation)ની શોધ અત્યંત ધીરજપૂર્વક કરવા બદલ 1748માં તેને રૉયલ સોસાયટીએ કૉપ્લે ચંદ્રક (Copley Medal) આપેલો. 1752થી 1762 સુધી, એટલે કે પોતાના અવસાન સુધી સોસાયટીની પરિષદ(કાઉન્સિલ)ના સભાસદ તરીકે કામગીરી બજાવી. યુરોપના કેટલાક દેશોની વૈજ્ઞાનિક અકાદમીનો પણ તે સભ્ય હતો.

પોતાનાં સંશોધનનાં પરિણામો જ્યાં સુધી પૂરેપરાં ચકાસી ન લેવાય ત્યાં સુધી તે પ્રસિદ્ધ નહિ કરવાના તેના આગ્રહને કારણે આમ કરવામાં ક્યારેક તો વીસેક વર્ષથી પણ વધુ સમય લાગી જતો. 1744માં તેનાં લગ્ન સુસન્નાહ પિચ (Susannah Peach) સાથે થયાં. બ્રૅડલી દંપતીને સંતાનમાં એક દીકરી હતી. ગ્રિનિચ વેધશાળામાં એની નિયુક્તિ પછી લગભગ બધો સમય અને ખાસ તો 1750થી જીવનના અંત સુધીના સમયગાળામાં તારાઓનાં રોજેરોજનાં સ્થાનો ખૂબ ચોકસાઈથી માપવાની કામગીરી એણે આરંભેલી. જિંદગીના આ અંતિમ બાર વર્ષના સમયગાળામાં એણે આશરે 60,000થી પણ વધુ તારાઓના વેધ લીધા હતા. બ્રેડલીના અવસાન પછી આ બધાં નિરીક્ષણોનું પ્રકાશન તારા-સૂચિપત્ર રૂપે બે ખંડોમાં પ્રસિદ્ધ કરવાનું વિચારવામાં આવ્યું, પરંતુ બ્રેડલીના વારસદારો અને બ્રિટનના નૌકાદળ-વિભાગ (British Admiralty) વચ્ચે આની માલિકી અંગે ઊઠેલા તીવ્ર વિવાદને કારણે એનું પ્રકાશન વિલંબમાં પડતાં બે ખંડો અનુક્રમે 1798 અને 1805માં પ્રસિદ્ધ થયા. પાછળથી બેસેલ (Friedrich Bessel : 1784–1846) નામના જર્મન ગણિતશાસ્ત્રીએ આ બધી સંશોધનસામગ્રીને નવેસરથી મઠારીને 1818માં તારક-સ્થિતિ નિર્ધારિત કરતું નવું અને ઘણું સારું તારાપત્રક બનાવ્યું. આમ બ્રેડલીના ખગોલમિતિ (astrometry) અંગેનાં અવલોકનોએ બેસેલના તારાપત્રક માટેની તો સામગ્રી પૂરી પાડી જ અને તે સાથે ઓગણીસમી સદીના ખગોળવિજ્ઞાનનો પાયો નાંખવામાં પણ સહાય કરી.

બ્રેડલીનું આરંભનું સંશોધન તારક-લંબન(stellar parallax)ને લગતું હતું. સૅમ્યુઅલ મૉલિનિયક્સ (Samuel Molyneux : 1689–1728) નામનો એક અમીર બ્રેડલીનો મિત્ર હતો અને રાજકારણી હોવા ઉપરાંત ખગોળરસિયો પણ હતો. એનું ઘર લંડનની નજદીક, ક્યૂ ખાતે આવેલું હતું, જ્યાં એની ખાનગી વેધશાળા પણ હતી. દ્વૈત્રૈજ્ય યંત્ર (zenith sector) તરીકે ઓળખાતા એક વિશિષ્ટ ઉપકરણ ઉપરાંત, 212 ફૂટ લાંબું એક દૂરબીન પણ હતું. આ બે ઉપકરણોની મદદથી 1725–26માં બંનેએ ભેગા મળીને હૂકનાં નિરીક્ષણોને ચકાસવાનું શરૂ કર્યું. હૂકની જેમ જ એમણે કાલીય તારામંડળના દ્વિતીય કાંતિમાન ગૅમા તારા(ગૅમા ડ્રેકોનિસ)ને પસંદ કર્યો. આ તારો પસંદ કરવા પાછળનું કારણ એ હતું કે તે ઑક્સફર્ડના યામ્યોત્તર (local meridian) પરથી દરરોજ શિરોબિંદુ(zenith)એથી પસાર થાય છે અને એટલે એના નિરીક્ષણમાં વાયુમંડળની ખલેલ ઓછામાં ઓછી થાય છે.

અનેક અવલોકનો દ્વારા બંનેએ ગૅમા-કાલીય તારામાં આભાસી સ્થાનાંતરણની તો શોધ કરી જ, પરંતુ આ સ્થાનાંતર હોવું જોઈએ તે કરતાં પણ વધુ આવતું હતું; એટલું જ નહિ, લંબનને કારણે થવું જોઈએ તેના કરતાં જુદી જ દિશામાં થતું હતું. ખૂબ વિચારને અંતે બ્રૅડલીએ તારણ કાઢ્યું કે તારામાં જોવા મળતો આવો અને આટલો સરકાવ લંબનને કારણે નહિ, પરંતુ પૃથ્વીની કક્ષા-ગતિને કારણે હોવો જોઈએ. અથવા બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો સૂર્યની આસપાસ ફરવાની પૃથ્વીની વાર્ષિક ગતિ(પ્રદક્ષિણા)ને કારણે આમ થતું હોવું જોઈએ. એણે જોયું કે પ્રકાશનો વેગ મર્યાદિત છે. આથી દૂરબીનની અંદરની લંબાઈને પસાર કરતાં પ્રકાશને એક નિશ્ચિત સમય લાગે છે, પછી ભલે તે ગમે તેટલો ઓછો હોય. પ્રકાશને દૂરબીનના ઉપલા છેડાથી નીચલા છેડા સુધી પહોંચતાં જેટલો સમય લાગે છે, એટલા સમયમાં પૃથ્વી પોતાની કક્ષા-ગતિને કારણે એટલે કે પરિક્રમા કે પ્રદક્ષિણાને કારણે આગળ સરકી ગઈ હોય છે. પરિણામે તારાનું બિંબ થોડું ખસી જાય છે – વિસ્થાપિત થઈ જાય છે. આમ બ્રેડલીને દૂરબીન વડે ગામા-ડ્રેકોનિસ તારાનું અવલોકન કરવાથી, તારો અત્યંત દૂર હોવાને કારણે લંબનની સાબિતી તો ન મળી, પણ પ્રકાશને લગતી એક તદ્દન નવી જ ઘટના હાથ લાગી. બ્રૅડલીએ પછી તો એક વર્ષથી વધુ સમય સુધી બીજા કેટલાક તારાઓનો અભ્યાસ કર્યો તો એ બધામાં પણ આવી જ ઘટના જોવા મળી. બ્રૅડલીએ પ્રકાશની આ ઘટનાને અપેરણ કે વિપથન એવું નામ આપ્યું. એને તારાના પ્રકાશની પથભ્રષ્ટતા કે તારકીય અપેરણ કે તારકીય વિપથન (aberration of starlight) પણ કહી શકાય. સરળતા ખાતર (તારાના) પ્રકાશનું વિપથન પણ કહી શકાય. આમ આ ઘટના માટે પ્રકાશની મર્યાદિત ગતિ અને પોતાની કક્ષામાં પૃથ્વીની આગળ ધપવાની ગતિ કારણભૂત હોવાનું બ્રૅડલીએ સૂચવ્યું. મૉલિનિયક્સના મૃત્યુ બાદ, બ્રૅડલીએ 1728માં આ શોધની વિગતો રૉયલ સોસાયટી સમક્ષ રજૂ કરી. બ્રૅડલીએ પૃથ્વીની કક્ષા-ગતિથી થનાર વાર્ષિક પ્રકાશ-વિપથન માટે 20´´ અને 20.5´´ની વચ્ચેનું મૂલ્ય ગણી કાઢ્યું (વાર્ષિક વિપથનના સ્થિરાંકનું સાચું મૂલ્ય 20.49´´ છે). વિપથનના આ કોણના માપ ઉપરથી પછી તેણે પ્રકાશનો વેગ શોધ્યો. એણે શોધેલા પ્રકાશના વેગનું મૂલ્ય પ્રતિ સેક્ધડે 3,08,300 કિલોમીટર છે, જે આધુનિક આંકડાની નિકટતમ છે (પ્રકાશના વેગનું આધુનિક મૂલ્ય 2,99,792 કિમી./સેકન્ડ છે.).

બ્રૅડલીથી પહેલાં 1675માં ડેન્માર્કના રોમરે પ્રકાશની ગતિને મર્યાદા હોવાનું કહ્યું હતું અને ગુરુનાં, ચંદ્રોનાં નિરીક્ષણોને આધારે પ્રકાશનો વેગ પણ માપેલો. જોકે એણે શોધેલું મૂલ્ય આધુનિક મૂલ્યથી સારું એવું ઓછું છે, તેમ છતાંય પ્રકાશ સંબંધી આવું વિધાન કરનાર અને આવી શોધ કરનાર રોમર પહેલો વૈજ્ઞાનિક હતો. બ્રૅડલીએ રોમરથી તદ્દન જુદી જ રીતથી, વિપથનનાં સંખ્યામૂલક (quantitative) નિરીક્ષણોને આધારે મેળવેલું પ્રકાશના વેગનું મૂલ્ય આધુનિક મૂલ્યની ઘણું નજદીક છે. આ રીતે, બ્રૅડલીએ પ્રકાશ-વિપથનની શોધ કરીને પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ ફરે છે એવું સાબિત કરવા ઉપરાંત, પ્રકાશના વેગને એક મર્યાદા હોય છે તેની પણ સાબિતી આપી અને પ્રકાશના વેગનું ઘણું સૂક્ષ્મ મૂલ્ય ગણી કાઢ્યું. બીજી રીતે કહીએ તો બ્રેડલીની પ્રકાશ-વિપથનની આ શોધે કૉપરનિકસના વાદનું તથા રોમરની શોધનું સશક્ત સમર્થન કર્યું. વળી વિપથનની ઘટનાથી, પ્રકાશ સૂક્ષ્મ કણોનો બનેલો છે અને તેનો છંટકાવ વરસાદનાં ફોરાં સ્વરૂપે થાય છે તેવા ન્યૂટનના વાદને સમજાવવો સહેલો થઈ પડ્યો. આમ આ ઘટનાએ ન્યૂટનના પ્રકાશના કણવાદને પણ પુષ્ટિ આપવાનું કામ કર્યું.

બ્રેડલીની આ શોધનું નકારાત્મક પાસું પણ એટલું જ ઉલ્લેખનીય છે. એ પોતે તો તારાઓનું લંબન શોધી શક્યો નહિ, પરંતુ એણે સૂચવ્યું કે તારક-લંબન (stellar parallax) એક ચાપ-વિકલાથી વધુ ન હોઈ શકે. જો લંબન આનાથી વધુ હોત તો પોતે જરૂર શોધી શક્યો હોત. આનો સાદો અર્થ એવો થયો કે માની લીધેલા અંતર કરતાં તારા ક્યાંય વધુ અંતરે આવેલા હતા. આ રીતે બ્રેડલીની શોધે આકાશનો વિસ્તાર ધારણા કરતાં વધુ હોવાનાં એંધાણ આપ્યાં હતાં.

પ્રકાશ-વિપથનની શોધે બ્રેડલીને તારાઓનાં સ્થાન વધુ ચોકસાઈથી નિર્ધારિત કરવા પ્રેર્યો. 1727થી 1732 દરમિયાનનાં એનાં આકાશી અવલોકને દર્શાવ્યું કે પ્રકાશ-વિપથનની અસરને ગણતરીમાં લઈએ તોપણ તારાઓમાં હજુય અતિ સૂક્ષ્મ માત્રામાં સ્થાનાન્તરણ (વિસ્થાપન) થતું હતું. તારાઓના આ વિસ્થાપનનો એણે અભ્યાસ કર્યો અને એવા અનુમાન પર આવ્યો કે આમ થવાનું કારણ પૃથ્વીની ધરીમાં થતું દોલન છે. અને આ દોલન માટે ચંદ્ર અને પૃથ્વીના વિષુવવૃત્ત પાસેના ઊપસી આવેલા ભાગ વચ્ચે થતી પરસ્પર ગુરુત્વીય આંતરક્રિયા (gravitational interaction) જવાબદાર છે. આને લીધે જ ચંદ્રની કક્ષા ક્યારેક રવિમાર્ગ(ecliptic)ની ઉપર, તો ક્યારેક, નીચે હોય છે. પૃથ્વીની ધરીના આવા દોલન કે ધૂનનને બ્રૅડલીએ ન્યૂટેશન (nutation) નામ આપ્યું. આને અક્ષવિચલન અથવા તો અક્ષદોલન કહી શકાય.

ચંદ્રની કક્ષા (ચંદ્રમાર્ગ) અને સૂર્યની કક્ષા (રવિમાર્ગ) એ બંને અલગ છે અને તે બે વચ્ચે સરાસરી પાંચ અંશ નવ કલાનો કોણ જળવાઈ રહે છે. આ કોણ સહેજસાજ બદલાતો રહે છે. વળી ચંદ્રમાર્ગ અને રવિમાર્ગનાં છેદનબિંદુઓ રવિમાર્ગ પર લગભગ 18.6 વર્ષના આવર્તનકાળ સાથે ફરતાં રહે છે. પરિણામે ચંદ્રમાર્ગનો ધ્રુવ (pole of the moon’s orbit) રવિમાર્ગના ધ્રુવ એટલે કે કદંબ (pole of the ecliptic) આસપાસ 18.6 વર્ષમાં એક પરિભ્રમણ પૂરું કરે છે. આનો અર્થ એ થયો કે ચંદ્રમાર્ગ સ્થિર નથી. ધારો કે આ વર્ષે ચંદ્ર કોઈ તારાને સ્પર્શતો પસાર થાય તો બીજા વર્ષે તે તેનાથી થોડે દૂર રહીને પસાર થશે. એ પછીનાં વર્ષોમાં તો તે તેનાથી પણ વધુ અંતરેથી પસાર થશે. નવમા વર્ષે પેલા તારા અને ચંદ્ર વચ્ચે વધુમાં વધુ અંતર હશે, પરંતુ પછીનાં વર્ષોમાં આ અંતર ક્રમશ: ઘટતું જશે અને 18.6 વર્ષે ચંદ્ર ફરી પાછો પેલા તારાને સ્પર્શતો પસાર થશે અને આમ આ ચક્કર ચાલ્યા કરશે. બીજી રીતે કહીએ તો ચંદ્રને કારણે થતા પૃથ્વીના આ અક્ષ-વિચલન(lunar nutation)નો આવર્તનકાળ આશરે 18.6 વર્ષનો છે અને જો એનો વ્યવસ્થિત અભ્યાસ કરવો હોય તો કમસેકમ 19 વર્ષ સુધી ચંદ્રના સંદર્ભમાં તારાઓનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ. બ્રૅડલીએ આવું જ કર્યું. 1727થી 1748 – એમ પૂરાં એકવીસ વર્ષ સુધી પોતાનાં નિરીક્ષણોને સતત ચકાસ્યાં પછી જ કૉપ્લે ચંદ્રક પ્રાપ્ત કરાવી આપનારી ન્યૂટેશનની શોધ જાહેર કરેલી.

ગુરુના ઉપગ્રહોના આધારે રોમરે પ્રકાશનો વેગ માપેલો; એની જાણકારીને કારણે જ કદાચ, બ્રૅડલીએ એ પછી પોતાનું ધ્યાન ગુરુના અભ્યાસ પાછળ આપવાનું શરૂ કર્યું. 1733માં એણે ગુરુનો વ્યાસ માપ્યો અને ખગોળવિદોને પહેલી જ વાર ખબર પડી કે બ્રહ્માંડમાં અગાઉ જેને મોટામાં મોટી માનતા હતા તે પૃથ્વી કરતાં બીજા મોટા ગ્રહો પણ છે. ગુરુનો વ્યાસ માપવા ઉપરાંત એણે ગુરુના ઉપગ્રહોનાં ગ્રહણોનો પણ અભ્યાસ કર્યો.

બ્રૅડલીએ કેટલાક ધૂમકેતુઓનાં નિરીક્ષણ કરીને ન્યૂટનની પદ્ધતિથી એમની કક્ષા ગણી; વક્રીભવનની સારણીઓ સુધારીને તૈયાર કરી, જે લગભગ એક સદી સુધી વપરાતી રહી; ઇંગ્લૅન્ડ અને જમૈકા જેવા ભિન્ન અક્ષાંશો પરનાં સ્થળોએ ગુરુત્વકીય વધઘટને માટે કરવામાં આવેલા લોલકના પ્રયોગોમાં સક્રિય ભાગ લીધો; માયેર (Tobias Mayer : 1723–1762) નામના જર્મન ખગોળજ્ઞે તૈયાર કરેલાં ચંદ્રનાં કોષ્ટકોને સંસ્કાર્યાં; તો 1752માં બનેલા પંચાંગને સુધારવાની કામગીરી પણ બજાવી.

પ્રકાશ-વિપથન અને અક્ષ-વિચલનની આ શોધને કારણે જ તારાઓની અતિસૂક્ષ્મ સારણીઓ તૈયાર કરવાનું શક્ય બન્યું. આમ બ્રેડલીની આ બંને શોધે ખગોલમિતિ(positional astronomy)ના વિકાસમાં બહુ મોટું યોગદાન આપ્યું છે. આ બંને ઘટનાઓની જાણકારીને કારણે જ બ્રૅડલીનાં તારા-સંબંધિત નિરીક્ષણો એના પુરોગામી નિરીક્ષકો કરતાં વધુ પરિશુદ્ધ હતા. આમ પ્રાયોગિક અને સૈદ્ધાંતિક – એમ ખગોળશાસ્ત્રના બંને પાસાંમાં અસાધારણ નિપુણતા ધરાવતો બ્રૅડલી એક પ્રતિભાસંપન્ન ખગોળજ્ઞ હતો.

સુશ્રુત પટેલ