- સ્પેક્ટ્રોમીટર-જય વસાવડા
- આપણે ધડાધડ જે લોકેશન શેર કરીએ છીએ અને ફટાફટ સરનામે પહોંચીએ છીએ એ અવકાશી આંખોના ગણિતનો દાખલો ટેકનિકલી ખોટો પડયો હોત જો બ્રેઈન ઓફ ધ મિલેનિયમ જેવા વિજ્ઞાની અને એને સમજતા એક આફ્રિકન અમેરિકન નારી ધરતી પર અવતર્યા નાં હોત!
ત મે જયારે તમારા મોબાઈલમાં બેસી ગૂગલ મેપ જેવી (આના સ્વદેશી વિકલ્પોનો ગાજોવાજો થાય છે, પણ સ્વદેશી શું નેવિગેશનના બધા ઉપલબ્ધ વિદેશી વિકલ્પોમાં પણ હજુ ખામીઓ સાથે ગૂગલ મેપ્સ જ બેસ્ટ છે. બાકી પેલા વોટ્સએપને પછાડવા નીકળેલા અટ્ટરાઈની જેમ ટાંય ટાંય ફિસ્સ છે) કોઈ એપ ખોલીને વાયબ્રન્ટ સમિટ કે ફ્લાવર શો જેવા કોઈ સ્થળનું એડ્રેસ નાખો છો, કે પછી રિસેપ્શનના પાર્ટી પ્લોટ શોધો છો કે ગાડી છૂટે એ પહેલા સ્ટેશન પહોંચવાનો ટાઈમ ગણો છો એવી દરેક વખતે સિત્તેર વર્ષ પહેલા ગુજરી ગયેલા એક જીનિયસ ભેજાંબાજ એવા આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇન સાથે પણ રોજીંદો અદ્રશ્ય સંવાદ કરો છો એ ખબર છે? ઈનફેક્ટ, આપણી મોડર્ન લાઈફમાં આઈઝેક ન્યુટન અને આલ્બર્ટ આઈનસ્ટાઇનનું કેટકેટલું યોગદાન આપણે રોજેરોજ ઉપયોગમાં લઈએ છીએ એની યાદી કરીને એના જપ કરવા જેવા છે, એકાદી એકાદશીએ એટલે ચમત્કારની ખરી વ્યાખ્યાઓ સમજાય!
તો, રેગ્યુલર રીડરબિરાદરોને યાદ હશે કે કેવી રીતે પતંગના માધ્યમથી આકાશમાં ઉડવાની કલ્પના કરતા કરતા જ વિકાસવાદી મનુષ્ય સેટેલાઈટના પતંગો ચગાવતો થયો ! વિલિયમ શોકલીના ટ્રાન્ઝીસ્ટરની ક્રાંતિકારી શોધ બાદ સેટેલાઈટના અવકાશીવિજ્ઞાનને લીધે ધરતી પર જિંદગી સ્વર્ગ જેવી થઇ રહી છે. હવામાન સમાચાર જ નહિ, જેના જોરે બધા જલસા ચાલે છે એ ઇન્ટરનેટ, મોબાઈલ ફોન, ટીવી ચેનલ બધું સેટેલાઈટ યાને માણસે છોડેલા કૃત્રિમ ઉપગ્રહો વિના શક્ય ના હોત અને સેટેલાઈટ આઈનસ્ટાઇન વિના!
એ કેવી રીતે થાય કે કદી વિમાનયાત્રા સિવાય બાહ્ય અવકાશમાં પગ પણ ના મુકનાર સાયન્ટીસ્ટ બ્રહ્માંડના એવા ભેદ ઉકેલી કાઢે માત્ર કાગળ પેન લઈને? અભ્યાસના તપ અને બુદ્ધિનું તેજ ભેગું થાય ત્યારે આ બને. પ્રજ્ઞા ઈશ્વરદત્ત બની શકે કારણ કે એ બધાને સરખી નથી મળતી એ પણ અકળ રહસ્ય છે, પણ એનો ઉપયોગ નવું શીખવા સમજવાના રોમાંચ માટે ને સરવાળે એ રીતે દુનિયા વધુ બેહતર બનાવવા માટે કરવો એ આપણી ચોઈસ હોય છે અને એ પસંદ પાછળ સમય આપીને મહેનત કરવાની તૈયારી રાખવી પડે છે.
કમિંગ બેક ટુ જીપીએસ. કેવી રીતે કોઈ પણ લોકેશનનું સેટેલાઈટ મેપિંગ થાય છે ? સમજૂતી આમ તો સરળ છે. વૈજ્ઞાનિક રીતે પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષા યાને ઓરબિટમાં રહેલા ઉપગ્રહ ઉર્ફે સેટેલાઈટ નિયમિત અંતરે તેમના સ્થાન અને વર્તમાન સમય વિશેની વિગત પ્રસારિત કરતા રહે છે. પૃથ્વી પરનું જીપીએસ રિસીવર યાને કહો કે આપણા હાથમાં રહેલો મોબાઈલ કે આપણી એનાથી સજ્જ કાર સેટેલાઈટથી સિગ્નલ છૂટવાના સમય અને ધરતી પર સિગ્નલ પહોંચવાના સમય વચ્ચેના તફાવતની ગણતરી કરીને નીચે રહેલા ડિવાઈસનું સેટેલાઈટ સુધીનું તેનું અંતર નક્કી કરે છે. આ અંતર એ 'સિગ્નલના પ્રવાસ સમય' અને 'પ્રકાશની ગતિ'ના ગુણાકાર બરાબર હોય છે. અવકાશમાં પોતાનું સ્થાન નક્કી કરવા માટે મોબાઈલમાં રહેલા જીપીએસ રિસીવરે મિનિમમ ત્રણ સેટેલાઈટસ પાસેથી સિગ્નલ મેળવવા જરૂરી છે, જે 'ટ્રાઇલેટરેશન' (એટલે કે ટ્રાયએન્ગ્યુલેશન + અંતર) પદ્ધતિ દ્વારા કાર્ય કરે છે. એ શું એ સમજવાનું સાઈડમાં રાખો કારણ કે આજનો મુખ્ય મુદ્દો નથી. એમ તો કલનગણિત પણ ભણવું પડે આ બધું સમજવા ને ત્રિકોણમિતિ પણ. અભ્યાસક્રમ બોરિંગ હોય છે પણ મેથ્સના રિયલ ઉપયોગો નહિ!
જીપીએસ સેટેલાઈટસ પૃથ્વીથી આશરે ૨૧,૧૮૦ કિલોમીટર (૧૨,૫૪૦ માઈલ)ની ઊંચાઈએ 'મીડિયમ અર્થ ઓર્બિટ' (એમઈઓ) માં ભ્રમણ કરે છે. દરેક સેટેલાઈટ દિવસમાં બે વાર પૃથ્વીની પ્રદક્ષિણા કરે છે. આ ગોઠવણ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પૃથ્વી પરના કોઈપણ બિંદુએથી ( લઘુતમ ત્રણ પણ વધુ એકયુરસી માટે ચાર ) ૪ સેટેલાઈટસ હંમેશા રેન્જમાં રહે, તો નિરંતર સિગ્નલ મળી રહે. સેટેલાઇટ ટ્રાયેન્ગ્યુલેશનનો નકશો સમજાવે કે કેવી રીતે સેટેલાઈટસનું નેટવર્ક પૃથ્વી પરના કોઈપણ બિંદુએ ડેટા મોકલી શકે છે, જો ત્યાં સતત કવરેજ જળવાઈ રહેતું હોય અને વિવિધ ઝુકાવ ધરાવતી પૂરતી ભ્રમણકક્ષાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોય. જીપીએસ માટે કોઈપણ સમયે પૃથ્વીના દરેક ભાગને ૪ અલગ-અલગ સેટેલાઈટસ દ્વારા આવરી લેવા માટે માત્ર ૨૪ સેટેલાઈટસની જરૂર પડે છે. જેમાંનો દરેક સેટેલાઈટ અવકાશમાં પોતાની સ્થિતિ અને સમયના વીતવાનો સચોટ રેકોર્ડ રાખે છે. આ સમયની સચોટતા દરેક સેટેલાઈટ પર રહેલી એટોમિક ક્લોક (પરમાણુ ઘડિયાળ) દ્વારા શક્ય બને છે.
એટોમિક કલોક અણુના સ્પંદનો (ઓસિલેશન્સ) પર આધારિત હોઈને એ સમયના ધબકારા ઝીલવામાં ચોક્કસ છે ને અબજો વર્ષે પણ ભૂલ કરતી નથી. આ સેટેલાઈટસ સતત તેમના સ્થાન અને સમયના ડેટાને રેડિયો સિગ્નલ દ્વારા પૃથ્વી પર ગમે ત્યાં આવેલા રિસીવરો સુધી મોકલે છે. આ રેડિયો તરંગોની ગતિ - જે પ્રકાશની ગતિ છે - તે સ્થિર હોવાથી, જે કોઈ પણ વ્યક્તિ એકસાથે કોઈપણ ચાર સેટેલાઈટસ પાસેથી જાણીતા ટાઈમસ્ટેમ્પ અને પોઝિશન સ્ટેમ્પ સાથે સિગ્નલ મેળવે છે, તે પોતાનું થ્રીડી સ્થાન અને સમયમાં પોતાની સ્થિતિ (એટલે કે, સેટેલાઈટસ પરના સમયથી તમારી ઘડિયાળમાં આવતો તફાવત) નક્કી કરી શકે છે.
જીપીએસ સેટેલાઈટ્સ ભ્રમણકક્ષાની ઊંચાઈ પૃથ્વીની ત્રિજ્યાના ત્રણ ગણા કરતા થોડી વધારે છે, એટલે આખી પૃથ્વીને એકસાથે સંપૂર્ણ કવરેજ પૂરું પાડવા માટે માત્ર ૨૪ સેટેલાઈટસની જરૂર પડે! યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સની જીપીએસ સિસ્ટમ, જેમાં અત્યારે ૩૧ કાર્યરત સેટેલાઈટસ છે, તે સમગ્ર વિશ્વને સેવા પૂરી પાડે છે. તેની શોધ છેક ૧૯૭૩માં થઈ હતી અને શરૂઆતમાં તે માત્ર અમેરિકન સેના પૂરતું મર્યાદિત હતું.
તો, વિવિધ સેટેલાઈટસમાંથી આવતા રેડિયો સિગ્નલને ડિકોડ કરી પરફેક્ટ લોકેશન સમજવા ને એનો ટાઈમ કેલ્ક્યુલેટ કરવા ત્રણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ બાબતો જાણવી જરૂરી છે. કેચ અહીં જ છે. જેમ ઘણા નેતાઓ ને ધર્મગુરુઓ વિજ્ઞાન આમ છે ને તેમ છે એવું ભરડયા કરે છે એટલી સાદી ગણતરીઓ નથી. સૂક્ષ્મ રીતે સમય સેટેલાઈટ અને પૃથ્વીનો સરખો નથી. ત્રણ પરિબળો સમજવા પડે.
એક છે, ગતિ : જેમાં અવકાશમાં સેટેલાઈટસની સ્પીડ અને પૃથ્વીની સપાટી પર રિસીવર તરીકે તમારી પોતાની સ્પીડનો સમાવેશ થાય છે. આ જરૂરી છે કારણ કે આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇનની 'સ્પેશિયલ થિયરી ઓફ રિલેટિવિટી'ના નિયમો મુજબ, ગતિમાં રહેલી વસ્તુઓ 'ટાઈમ ડાયલેશન' (સમયનું વિસ્તરણ) અને 'લેન્થ કોન્ટ્રાક્શન' (લંબાઈનું સંકોચન) અનુભવે છે.
બીજું છે ગોળાઈ : આમાં પ્રકાશના 'ગ્રેવિટેશનલ બ્લુશિફ્ટિંગ' અને 'ગ્રેવિટેશનલ ટાઈમ ડાયલેશન'નો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે પ્રકાશ ઓછા વક્ર એવા અવકાશી વળાંકવાળા પ્રદેશ (અંતરિક્ષ)માંથી વધુ અવકાશી વળાંકવાળા પ્રદેશ (પૃથ્વીની સપાટી) તરફ ગતિ કરે છે, ત્યારે તે 'જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટિવિટી'ના નિયમોને અનુસરે છે.
ત્રીજું છે પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ : પૃથ્વીની સપાટી પર ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રમાણ નાની પણ નોંધપાત્ર માત્રામાં બદલાતું રહે છે. આ ફેરફાર પર્વતો અને ખીણો, પૃથ્વીના પોપડાની બદલાતી જાડાઈ અને જમીનમાં વિવિધ સ્થળોએ રહેલા ભૂગર્ભ જળના જથ્થા જેવી અસરોને કારણે જોવા મળે છે. જ્યારે પ્રકાશનો એક કવોન્ટમ (ઊર્જાનો એકમ) કોઈ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાંથી બહાર નીકળે છે, ત્યારે ઊર્જાના સંરક્ષણ માટે તેની ફ્રીક્વન્સી (આવૃત્તિ)માં 'રેડશિફ્ટ' (ઘટાડો) થવી જોઈએ, અને જ્યારે તે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે તેમાં 'બ્લુશિફ્ટ' (વધારો) થવી જોઈએ. આ બાબત ત્યારે જ તર્કસંગત બને જો ગુરુત્વાકર્ષણ પોતે માત્ર દળ (માસ) સાથે જ નહીં, પરંતુ ઊર્જા (એનર્જી) સાથે પણ જોડાયેલું હોય. 'ગ્રેવિટેશનલ રેડશિફ્ટ' એ આઈન્સ્ટાઈનનાં સાપેક્ષતાવાદની મુખ્ય આગાહીઓમાંની એક હતી. એમણે ઘેર બેઠા આ તારણ કાઢેલું પણ જે અમેરિકન અવકાશસંસ્થા નાસાએ આપણી ભાષાનો શબ્દ લઇ ''ચંદ્ર'' ઓબ્ઝરવેટરી રાખી છે, એમાં અબજો અબજો કિમી દૂરના બે તારાઓના અભ્યાસથી આઈનસ્ટાઇનના મૃત્યુના દાયકાઓ પછી એકવીસમી સદીમાં પણ સાચી સાબિત થઇ !
અવકાશમાં જીપીએસ સેટેલાઈટસ ૧૩,૯૦૦ કિલોમીટર પ્રતિ કલાકની નોંધપાત્ર ઝડપે પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે. ( કલાકના ૧૪,૦૦૦ કિમીની કલ્પના તો કરો ! કલાકના ૮૦ કિમી થાય તો પણ મેમો આવી જાય એવી કારમાં બેસીને ગુજરાતમાં! ) બીજી તરફ, પૃથ્વીની સપાટી પરની કોઈપણ વ્યક્તિ પૃથ્વીના પરિભ્રમણની અસરો અનુભવી રહી છે, જે વિષુવવૃત્ત પર આશરે ૧,૬૭૦ કિમી/કલાક થી લઈને ઉત્તર કે દક્ષિણ ધ્રુવો પર શૂન્ય સુધીની હોય છે. ભલે આ સાપેક્ષ ગતિ પ્રકાશની ગતિની સરખામણીમાં ઘણી ધીમી હોય, તેમ છતાં જો નાની અમથી પણ ચૂક રહી જાય, જેમ કે સિગ્નલ પહોંચવાના સમયમાં એક માઇક્રોસેકન્ડની પણ ભૂલ થાય, તો તે આપણા સ્થાનની ગણતરીમાં મોટેરાના નરેન્દ્ર મોદી ક્રિકેટ સ્ટેડિયમ જેટલી મોટી ભૂલ લાવી શકે છે !
તેવી જ રીતે, મોટા માસથી તમે જેટલા દૂર જાઓ તેમ અવકાશની ગોળાઈ યાને કર્વ સિડની સ્વિનીને બદલે અનન્યા પાંડેના ફિગરની જેમ ઓછી થતી જાય છે. એટલે તો ફૂટબોલ જેવી પૃથ્વી ચંદ્ર પરથી રકાબી જેવી દેખાય ! જમીનથી ૨૦,૦૦૦ કિલોમીટરથી વધુ ઊંચાઈ પર હોવાને કારણે સેટેલાઈટ પૃથ્વીની સપાટી પરની વ્યક્તિની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે નબળા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં હોય. મજબૂત અથવા નબળા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રોમાં સમય અલગ-અલગ ગતિએ પસાર થાય છે, અને સમયના આ તફાવતને ધ્યાનમાં લેવો જરૂરી છે. આ સુધારાઓ વિના, તમારા સ્થાનનું માપ જીપીએસ ખોટું બતાવે!
આપણી પૃથ્વી કોઈ સ્કૂલ હેડમાસ્ટરના ટેબલ પર રાખેલો એકસરખી સપાટી ધરાવતો ગોળો નથી. એમાં વાદળો, મહાસાગરો, જમીન, પર્વતો, જંગલો, રણ અને વાતાવરણ પણ છે. જે તેની સપાટી પર અત્યંત અસમાન યાને અલગ અલગ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર તરફ દોરી જાય છે. પૃથ્વીનો પોપડો ર્ક્ક્સ મહાસાગરો પર સૌથી પાતળો અને તથા ઉચ્ચપ્રદેશો પર સૌથી જાડો હોય છે, જેમ બ્યુઓન્સી (પાણીમાં તારણ)ના સિદ્ધાંતે રીતે પાણીમાં ડૂબાડેલો ફુગ્ગો તળિયે ધરતીના કેન્દ્ર તરફ જવાને બદલે વિરુદ્ધ દિશામાં સપાટી પર જાય એમ તેવી જ રીતે સરેરાશ કરતાં ઓછી ઉર્જા ઘનતા ધરાવતો વિસ્તાર, વધુ ઘનતા ધરાવતા વિસ્તારથી દૂર પ્રવેગિત થાય!
જો આપણે જીપીએસ વડે ચોક્કસ સ્થાન નક્કી કરવા ઈચ્છતા હોય, તો પૃથ્વીની સપાટી પરના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રને સતત અને રિયલ ટાઈમની ગણતરી સાથે સમજવું જરૂરી છે પૃથ્વી તેના પરિભ્રમણને કારણે ચપટી છે. પૃથ્વી ખરબચડી હોવાથી જ દરેક સ્થળે એક સરખા સિગ્નલ મળતાં નથી. આજે આપણી પાસે કાયમી જીઓડેટીક નેટવર્ક છે જે માત્ર દરેક બિંદુએ પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રનું જ નહીં, પણ થોડા દિવસો જેવા ટૂંકા ગાળામાં તે ક્ષેત્રમાં થતા ફેરફારોનું પણ સચોટ માપન કરે છે. જ્યારે દુષ્કાળ, પૂર કે જંગલની આગ લાગે છે, ત્યારે દળમાં ઘટાડો કે વધારો થવાને કારણે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં થતા ફેરફારો ખરેખર માપી શકાય છે. જેમકે, દર ૧૦ દિવસે,જેસન વન જેવો સેટેલાઈટ તેના રડાર અલ્ટીમીટર વડે વિશ્વના ૯૦% થી વધુ બરફ-મુક્ત મહાસાગરોની ઊંચાઈ
માપે છે અને પૃથ્વીની આસપાસ ૧૨૭ પરિક્રમા પૂર્ણ કરે છે.
આ માપણીઓ સચોટ રીતે કરવા માટે, આપણી પાસે 'અલ્ટીમેટ્રી'ની ઘણી સારી સમજ હોવી જરૂરી છે, જેમાં સમુદ્રની સપાટીથી જમીનની ઊંચાઈ અને પૃથ્વીની સપાટીથી કોઈપણ ભ્રમણ કરતા સેટેલાઈટની ઊંચાઈ એમ બંનેનો સમાવેશ થાય છે. પૃથ્વીના મહાસાગરો અત્યંત વિશાળ હોવાથી અને ભરતી-ઓટ તેમજ બરફ ઓગળવા કે સમુદ્રના તાપમાન જેવા કામચલાઉ અસરોને કારણે સમુદ્રની ઊંચાઈ સમય સાથે બદલાતી રહે છે (પાણી ૪ ડિગ્રી સેલ્શિયસ તાપમાને સૌથી વધુ ઘટ્ટ હોય છે અને તેનાથી વધુ કે ઓછા તાપમાને વધુ કદ રોકે છે) - તેથી પૃથ્વીના મહાસાગરોનું રિમોટ સેન્સિંગ પણ આ કાર્ય માટે અનિવાર્ય છે.
આપણા ગ્રહના ગુરુત્વાકર્ષણ ગુણધર્મોના સંપૂર્ણ વૈશ્વિક નકશા સાથે, આપણે 'જીઓઇડ' તરીકે ઓળખાતી આકૃતિ બનાવી શકીએ છીએ. જીઓઇડ એટલે એવો આકાર જે મહાસાગરો લેત જો તેઓ ખંડોની અંદર સુધી વિસ્તરેલા હોત અને જો ભરતી તેમજ પવનની ગેરહાજરી હોત. આ એક અનિયમિત સપાટી દ્વારા આપણા ગ્રહનો શુદ્ધ ગુરુત્વાકર્ષણીય નકશો પૂરો પાડે છે. પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર તેની સપાટી પર અલગ-અલગ હોય છે, જીપીએસએપ્લિકેશનો માટે જીઓઇડનો ડેટા અનિવાર્ય છે.
પરંતુ આ બધું શક્ય બનાવવા માટે, સંખ્યાબંધ પ્રક્રિયા થઇ. આપણે પૃથ્વીના આકારના મેથેમેટિક્લ મોડેલો કમ્પ્યુટર પર બનાવવા પડયા, જેથી આપણે સમજી શકીએ કે આપણા ગ્રહ પરના વિવિધ બિંદુઓ કેવી રીતે એકબીજાથી અલગ ગુરુત્વાકર્ષણ અનુભવે છે. આપણે ઊંચાઈ માપવા માટેની પદ્ધતિઓ વિકસાવવી પડી અને તે માપોને અંતરના વાસ્તવિક આંકડામાં રૂપાંતરિત કરવા પડયા.
આ બધું સફળ બનાવવામાં આઇન્સ્ટાઇન પછી સૌથી મહત્વપૂર્ણ વ્યક્તિ આજે ૯૫ વર્ષના થયેલા બ્લેક અમેરિકન મહિલા ગ્લેડિસ વેસ્ટ હતા. ૧૯૫૬માં વર્જિનિયાના નેવલ પ્રૂવિંગ ગ્રાઉન્ડમાં કારકિર્દી શરુ કરી ત્યારે બ્લેક લેડી માટે બાથરૂમ પણ જુદા હોય એવો રંગભેદ હતો ને સાયન્સમાં તેઓ બીજા જ બ્લેક મહિલા હતા! મૂળભૂત રીતે કોમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામર ગણિતશાસ્ત્રી એવા ગ્લેડિસ વેસ્ટે ૧૯૬૦ના દાયકામાં પહેલીવાર પૃથ્વીના આકારના 'અલ્ટીમીટર મોડેલ્સ'ને નોંધપાત્ર ચોકસાઈ સાથે બનાવ્યું. એમણે સીસેટ માટે પ્રોજેક્ટ મેનેજર તરીકે સેવા આપી હતી, જે પૃથ્વીના મહાસાગરોનું રિમોટ સેન્સિંગ કરનાર પ્રથમ સેટેલાઈટ હતો. તેમનું સૌથી ક્રાંતિકારી યોગદાન ત્યારે થયું જયારે ચાર દસકા પહેલા તેમણે પોતે એવા કમ્પ્યુટરનું પ્રોગ્રામિંગ કર્યું હતું જેણે પૃથ્વીના 'જીઓઇડ'ની એટલી સચોટ ગણતરી કરી કે જેનાથી વર્તમાન જીપીએસનું અસ્તિત્વ શક્ય બન્યું! આ કોઈ નાની સિદ્ધિ ના માનતા. આ માટે પૃથ્વીના આકારને વિકૃત કરી શકે તેવા તમામ દળો અને અસરોના તફાવતોને ધ્યાનમાં લેવા પડે! તેમણે રડાર અલ્ટીમીટર સેટેલાઈટસની આગામી પેઢી માટે માર્ગદર્શિકા લખીને બીજાને સેટેલાઇટ જીઓડેસી શીખવી!
૧૯૯૮માં નિવૃત્ત થયા પછી એમણે પીએચ.ડી. કર્યું અને ૨૦૧૮માં તેમને 'એર ફોર્સ સ્પેસ એન્ડ મિસાઇલ પાયોનિયર્સ હોલ ઓફ ફેમ'માં સામેલ કરાયા. આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનની સાથે કોઈ અન્ય વ્યક્તિનું નામ એક જ શ્વાસમાં લેવું એ ખરેખર બહુ અજોડ બાબત છે, પણ જીપીએસ સાયન્સમાં ગ્લેડિસ વેસ્ટની ખુરશી એમની બાજુમાં બેસાડવી પડે ! આજની ટેકનોલોજી એમને લીધે શક્ય બની!
પણ આ બધાનું મૂળ આલ્બર્ટ આઈનસ્ટાઇન. જેમની સ્પેશિયલ રિલેટિવિટી અવકાશ અને સમયમાં પદાર્થો અને ક્ષેત્રોની ગતિનું વર્ણન કરે છે અને માસ તથા એનર્જીનું સમાન હોવાનું સમીકરણ આપી શક્તિસંચયનો નિયમ આપે છે. અને જનરલ રિલેટિવિટી દળ પર ગુરુત્વાકર્ષણની અસર તેમના દ્વારા 'સ્પેસ-ટાઇમ'ના કાલ્પનિક કપડાંમાં પડતા અદ્રશ્ય ''ખંજન''ની વાત છેડે છે.
જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટીવિટી મુજબ ઘડિયાળ ગ્રેવિટી સોર્સની જેટલી નજીક હશે, સમય તેટલો ધીમો પસાર થશે, અને ઘડિયાળ ગુરુત્વાકર્ષણથી જેટલી દૂર હશે, સમય તેટલો ઝડપથી પસાર થશે. એ મુજબ સેટેલાઈટની ઘડિયાળ ૪૫ માઇક્રોસેકન્ડ ઝડપથી ચાલવી જોઈએ. સ્પેશ્યલ જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટીવિટી મુજબ જે સેટેલાઈટ ૩.૮૭૪ કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડ ( કલાકના ૧૪,૦૦૦ ) ની ઝડપે મુસાફરી કરે છે, તેમાં રહેલી ઘડિયાળો પૃથ્વી પરની ઘડિયાળો કરતા દરરોજ લગભગ ૭ માઇક્રોસેકન્ડ ધીમી ચાલતી જણાય છે.
વાસ્તવિક તફાવત કંઈક આવો છે : સામાન્ય સાપેક્ષવાદ મુજબ નબળું ગુરુત્વાકર્ષણ હોય ત્યાં ટાઈમની સ્પીડ વધતા દરરોજ ૪૫ માઇક્રોસેકન્ડનો વધારો અને વિશિષ્ટ સાપેક્ષવાદ મુજબ ધીમી પડતી ગતિશીલ ઘડિયાળોમાં દરરોજ ૭ માઇક્રોસેકન્ડનો ઘટાડો. આ બંનેને મેળવતા દરરોજ કુલ ૩૮ માઇક્રોસેકન્ડનો તફાવત સર્જાય છે. લાગે નાનકડો પણ એને લીધે જીપીએસમાં ૧૧ કિમી જેટલી જગ્યા ફરી જાય!
એટલે આઇન્સ્ટાઇને એકબીજા ઉપર એકસાથે અસર ઉભી કરતી આ બારીક ગણતરીઓ આપી ના હોત તો કદી ગ્લોબલ પોઝિશનિંગ નેવિગેશન સંભવ થયું જ ના હોત. ટિપિકલ રીતે ટાઈમ માપનારા સમયના ગૂઢ ગેબી વળાંકો સમજી જ ના શક્યા હોત ને આકાશમાં બેઠે ધરતીના અંતર ચોકસાઈપૂર્વક માપી ના શક્યા હોત! હવે હથેળીમાં મોબાઈલ પકડો ત્યારે મનોમન યાદ કરજો કે કેવી કેવી સાયન્સની સસ્પેન્સ સ્ટોરીઝ એની પાછળ કામ કરે છે! અને આકાશમાં જોઇને અનુભવજો ન્યુટન કે આઈનસ્ટાઇન જેવું કૂતુહલ જેને બ્રહ્માંડનાં ઘૂંઘટ કે પટ કોઈ ધ્યાનયોગ વિના ખૂલી ગયેલા! અને થોડી દયા ખાજો પૃથ્વી ધાર્મિક માન્યતાને લીધે હજુ પણ ગોળના માનતા ચોરસ મગજના મૂરખાઓની જેમની હથેળીમાં જ આ સાબિતી છે!
જો કે, જીપીએસ ને આ બધી માથાકૂટ પછી હકીકતમાં સાકાર કર્યું એ સેન્ચુરી મારવાના આરે પહોંચેલા મેડમ ગ્લેડિસ વેસ્ટ હજુ મોબાઈલના જીપીએસને બદલે નકશા પાથરીને લોકેશન જુએ છે! જૂની આદત ગણો કે પછી સેટેલાઈટ મેપિંગ તો એમના પ્રતિભાશાળી મગજમાં થતું હશે એમ ગણો!
ફાસ્ટ ફોરવર્ડ
''જિંદગી તો સાયકલ જેવી છે. જો સંતુલન જાળવવું હશે તો સતત ગતિમાં રહેવું પડશે!'' (આલ્બર્ટ આઈનસ્ટાઇન)
