|
Subrahmanyan Chandrasekhar (eredeti hindi nevének
kiejtés szerinti átírása Szubramanian Csandraszekár) (1910. október
19. Lahore, Brit India [ma Pakisztán] – 1995. augusztus 21. Chicago,
USA) a 20. század egyik legjelentősebb asztrofizikusa. Az indiai
származású, Nobel-díjas amerikai tudós munkássága alapvető, máig ható
jelentőségű, dolgozatai napjainkban is kitűnő bevezetést jelentenek a
modern asztrofizikába.
Subrahmanyan Chandrasekhar (Fotó: AIP)
A tamil származású Subrahmanyan Chand-rasekhar
tízgyermekes hindu család harmadik gyermekeként látta meg a
napvilágot. A családban volt még egy Nobel-díjas: nagybátyja,
Chandrasekhar Venkat Ráman (Chandrasekhara Venkata Raman), az 1930-as
fizikai Nobel-díj kitüntetettje. Apja kormányhivatalnok, anyja a
gyermekek nevelése mellett irodalmi műveket fordított tamilra. A
família Madrasba költözött, ahol Chandrasekhar 1922-től 1925-ig hindu
középiskolába, majd 1925-től 1930-ig egyetemre járt. Briliáns
tehetsége korán megmutatkozott. Itt írta első cikkét nagyenergiájú
elektronok Compton-szórásáról. Ezután külföldi egyetemi évek
következtek: az indiai kormány ösztöndíjával Cambridge-ben és (Paul
Dirac tanácsára) Koppenhágában, ahol Niels Bohrral találkozott.
1937-ig Cambridge-ben kutató ösztöndíjas. 1933-ban szerezte meg a
PhD-fokozatot. Angliai évei alatt olyan kiemelkedő asztrofizikusokkal
kötött tartós barátságot, mint Sir Arthur Eddington és Arthur Milne.
1936-ban rövid időre visszatért Indiába, és feleségül vette egykori
madraszi hallgatótársát, Lalita Doraiszvámit (Lalitha Doraiswamy).
Ezt követően az Egyesült Államokban telepedett le.
1937-től élete végéig a Chicagói Egyetemen kutatott. Rövid ideig
dolgozott az egyetemhez tartozó Yerkes Obszervatóriumban is. A második
világháború alatt ballisztikai számításokat végzett Marylandben.
1952-től 1970-ig az egyik legtekintélyesebb asztrofizikai folyóirat,
az Astrophysical Journal szerkesztője.
Az 1953-tól amerikai állampolgárságot kapott
Chandrasekhar munkastílusára jellemző volt, hogy több évig dolgozott
egy témán, hogy azután soha többé ne foglalkozzon ismét ugyanazzal a
területtel. Minden ilyen periódus végén összefoglalta eredményeit,
monográfiát írva az adott témakörből, melyeket számos tudósgeneráció
forgatott haszonnal. Chandrasekhar nem fedezett fel új fizikai
törvényeket, ám a meglévő eszközökből csodálatraméltó matematikai
jártasságának és szigorú precizitásának kamatoztatásával mégis képes
volt alapvetően új eredményeket feltárni. Esztétikus és logikus
levezetései legendásak. Minden alább felsorolt témában mélyreható és
inspiráló eredmények szegélyezték karrierjét (zárójelben a monográfiák
eredeti címét és megjelenési évét közöljük).
1929–1939 között csillagszerkezeti kutatások
foglalkoztatták, ideértve a fehér törpék elméletét is. Legalapvetőbb
és legismertebb eredménye a fehér törpék tömeghatárával kapcsolatos. A
degenerált állapotban található elektrongáz tulajdonságait vizsgálva
felfedezte, hogy létezik egy maximális tömegérték, amelynél az
elfajult elektronokból és atommagokból álló égitest – vagyis egy fehér
törpe – nyomása a gravitációt még képes ellensúlyozni. Ennél nagyobb
tömegű fehér törpe menthetetlenül összeroppan – szupernóva-robbanás
kíséretében. Az eredetileg meghatározott tömegértéket (1,44 naptömeg)
később módosították, de a mennyiség meghatározó szerepet játszik a mai
napig, elég, ha csak a távolságmérésre és kozmológiai mennyiségek
meghatározására használt Ia típusú szupernóvák szerepét említjük. Az
Ia típusú szupernóvák szülőobjektumai olyan fehér törpék, amelyek
kettős rendszerben találhatók, és közeli kísérőcsillagukról történő
anyagátadással lépik át a kritikus tömeghatárt. A számítás
hasonlóképpen alkalmazható a nagy tömegű csillagok magjára is: azokra
szintén létezik egy maximális tömegérték, amely felett összeroppannak,
ezeket II. típusú szupernóváknak nevezzük. Chandrasekhar számításai –
ezek egy részét Indiából Angliába tett hajóútja során dolgozta ki
szakdolgozati munkája keretében – nemcsak a szupernóvák, hanem a
neutroncsillagok és fekete lyukak megismeréséhez is utat nyitottak.
Bár eredményeit a kor kiváló asztrofizikusai kétkedve fogadták, végül
a legrangosabb tudományos elismerést is ezek az eredmények hozták meg
a kiváló tudósnak (An Introduction to the Study of Stellar Structure,
1939).
1939–1943 A csillagrendszerek dinamikája témakörben írta le a
„dinamikai súrlódás” jelenségét, amely egy csillaghalmazhoz tartozó
csillag impulzusának és kinetikus energiájának a halmazban történő
mozgás közben bekövetkező csökkenését magyarázza. A jelenség a
bolygórendszerek kialakulásának és a galaxisok kölcsönhatásának
vizsgálatában is hasznosnak bizonyult (Principles of Stellar Dynamics,
1943).
1943–1950 A sugárzási transzfer elmélete köti le,
és kidolgozza a negatív hidrogénion kvantumelméletét. Vizsgálja az
anyag és sugárzás kölcsönhatását, és a konvekció hatását a
csillagokban (Radiative Transfer, 1950).
Az 1950-es években hidrodinamikai és hidromágneses
stabilitással kapcsolatos vizsgálatok foglalkoztatták. A forró és
mágneses gázok instabilitásai többek között fehér törpék,
neutroncsillagok és fekete lyukak körül található akkréciós korongok
szerkezetének leírásában játszanak fontos szerepet (Hydrodynamic and
Hydromagnetic Stability, 1961).
1961–1971 között forgó (ellipszoidális) gázgömbök
stabilitásával és oszcillációival foglalkozva a valódi csillagok
pontos leírásának alapjait fektette le. Ugyanakkor az általános
relativitáselméletbe is belemélyedt (Ellipsoidal Figures of
Equilibrium, 1968).
1971 és 1983 között a forgó és elektromosan töltött
fekete lyukak matematikai elméletét és stabilitásvizsgálatát dolgozta
ki (Mathematical Theory of Black Holes, 1983).
Az 1980-as években gravitációs hullámok elméletén
dolgozott, majd 1990-től Newton Principiá-jának szentelte munkásságát,
ekkor a nagy fizikus geometriai érvelésének magyarázatát dolgozta ki,
és ültette át modern matematikai nyelvre.
Sok kitüntetést és elismerést kapott, köztük az
angol Királyi Csillagászati Társaság aranyérmét és az Amerikai
Csillagászati Társaság Bruce-érmét. Számos tudományos akadémia
választotta tagjai közé, így az amerikai, az indiai és a lengyel is.
Élete utolsó éveiben is kitartóan dolgozott. Rendkívüli munkabírását
mutatja, hogy közel ötven PhD-hallgatója volt (köztük akkoriban
szokatlanul sok nő).
A fizikai Nobel-díjat 1983-ban William A. Fowlerrel megosztva kapta „a
csillagok szerkezetének és fejlődésének megismerésében fontos fizikai
folyamatok elméleti vizsgálataiért”. A díjat természetesen örömmel
fogadta, de azt sokáig fájlalta, hogy csak egyik legkorábbi munkáját
említi az indoklás, holott egész életművének elismerését várta volna.
Amennyire ünnepelt lett karrierje második felében, annyira vágyott az
elismerésre életpályája elején. Sok esetben azonban értetlenség
fogadta eredményeit, többek között Eddington részéről is, aki korának
legbefolyásosabb asztrofizikusának számított. Noha helyesnek tartotta
Chandrasekharnak a csillaganyag relativisztikus degenerációjára
vonatkozó levezetését, de a fehér törpék maximális tömegére és a
fekete lyukak keletkezésére vonatkozó következtetéseket annyira
elfogadhatatlannak vélte, hogy az egész elméletet elvetette, nem kis
fájdalmat okozva ezzel a fiatal tudósnak. Chandrasekhar Eddingtonnal
való ellentétét úriember módjára viselte és a legritkább esetben hozta
szóba.
Chandrasekhar – vagy ahogy mindenki szólította:
Chandra – nevét a máig gyakran idézett publikációi mellett az 1958-as
sorszámú Chandra kisbolygó, az említett Chandrasekhar-tömeg és egy, a
magnetohidrodinamikában használatos, dimenzió nélküli mennyiség is
őrzi: a Chandrasekhar-szám a Lorentz-erő és a viszkozitás arányát adja
meg. A Londoni Királyi Társaság tagjainak életrajzi
visszaemlékezéseiben T. J. Taylor így ír róla: „Chandrasekhar olyan
alkalmazott matematikus volt a szó klasszikus értelmében, akinek
eredményeit elsősorban a csillagászat területén alkalmazzuk. Hozzá
hasonló tehetség valószínűleg nem lesz több.”
A NASA egy 1999-ben indított – és jelenleg is nagy
sikerrel működő – röntgenműholdat nevezett el a nagy tudós
tiszteletére. A Föld körül keringő Chandra röntgenobszervatórium az
univerzum nagyenergiájú folyamatait, így szupernóva-robbanások
maradványait, galaxisok középpontjában található fekete lyukakat,
gammakitöréseket és a sötét anyagot tanulmányozza, ezért méltán viseli
a kitűnő asztrofizikus nevét. A megemlékezés kapcsán
|
