iba oni dvaja. Oplatilo sa. Tsung-Dao Lee a Chen Ning Yang získali v roku 1957 Nobelovu cenu. Ich učiteľ, jeden z najväčších astrofyzikov 20. storočia, musel na túto poctu čakať ďalších 26 rokov. Jeho meno je spojené s prelomovými výskumami života a smrti hviezd.Písal sa rok 1928. Na univerzite v juhovýchodnej Indii v Madrase usilovný sedemnásťročný študent a veriaci hinduista Chandrasekhar zvaný Chandra práve dočítal klasickú učebnicu nemeckého fyzika Arnolda Sommerfelda o štruktúre atómu a spektrálnych čiarach. Bol nadšený. Z knihy aj z toho, že jej autor príde z Mníchova prednášať do Madrasu. Ešte viac ho potešilo, že jeden z najväčších teoretických fyzikov tých čias súhlasil, aby sa stretli.
V dohodnutom čase mladý Ind zaklopal na dvere jeho hotelovej izby. Bol plný sebadôvery a tešil sa, ako šesťdesiatročnému Sommerfeldovi dokáže znalosť modernej fyziky, získanej z jeho skvelej učebnice. Ten mu však po zdvorilom privítaní povedal, že fyzika, ktorú Chandra naštudoval, už neplatí. Od roku 1923, keď vyšlo posledné vydanie knihy o štruktúre atómu, sa zmenilo prakticky všetko.
Atómová klaustrofóbia
Zásadnú zmenu vo vnímaní atómu mala na svedomí revolúcia vo fyzike. Jej popredným účastníkom a inšpirátorom bol práve Sommerfeld, no dnes ju spájame najmä s menami Niels Bohr, Werner Heisenberg či Erwin Schrödinger.
Našťastie, Sommerfeld bol rodený pedagóg a mladému Indovi vysvetlil, aký prevrat v chápaní fyzikálnych zákonov ovládajúcich ríšu atómu priniesla kvantová mechanika. Dal mu dokonca kópiu korektúr svojho najnovšieho článku o tom, ako sa správajú veľké súbory elektrónov v prípade, že sú nahustené do veľmi malého priestoru, napríklad v kovoch.
Chandrasekhara tieto úvahy fascinovali. V madraskej knižnici si našiel ďalšie články s rovnakou tematikou. Začal prenikať do života rýchlo sa pohybujúcich elektrónov, ktorým fyzici hovoria degenerované, čo má veľmi vzdialenú paralelu s ľudským svetom. Desaťtisíckrát stlačené elektróny sú uväznené v celách, ktoré im nedovoľujú normálny voľný pohyb. Podobne ako človek trpiaci klaustrofóbiou sa začnú triasť a obrovskou rýchlosťou narážať do ďalších uväznených elektrónov. Taký pohyb nedokáže zastaviť vôbec nič, ani teploty blízke nule. Čím je hustota hmoty vyššia, tým menšie sú cely a tým kratšie vlnové dĺžky elektrónov, čo ďalej zvyšuje rýchlosť ich pohybu a tlak, ktorý vytvárajú. Pri obrovskej hustote je tento tlak nepredstaviteľný.
Pozoruhodné udalosti v stlačenej hmote Chandru očarili. Stali sa základom jeho ďalších matematických úvah. Spájal v nich hlboké dôsledky dvoch za sebou rýchlo nasledujúcich fyzikálnych revolúcií - Einsteinovej teórie relativity a kvantovej mechaniky.
Večná inšpirácia
More slúži ako večná inšpirácia nielen básnikom, ale aj vedcom. V septembri 1930 nastúpil v Bombaji devätnásťročný Chandra na loď smerujúcu do Londýna. Neznášal nečinnosť, dlhé týždne plavby si teda krátil štúdiom, čítaním Eddingtonovej knihy o vnútornej stavbe hviezd a rozmýšľaním o Einsteinových rovniciach. Stredobodom jeho úvah bola snaha pochopiť, čo sa stane s hviezdou, na ktorej pevné jadro bude tlačiť ďalšia a ďalšia hmota. Z Einsteinových rovníc vyplývalo, že tlak je iba inou formou energie a energia iba inou formou hmoty. Hviezda ako naše Slnko nárast tlaku vydrží, postupne sa zmení na červeného obra a neskôr na bieleho trpaslíka. Pri dostatočne hmotnej hviezde - ako neskôr Chandra vyrátal, musí mať minimálne 1,44 hmotnosti nášho Slnka - sa však bude tlak stále zvyšovať, až... Až čo? Nezostávalo iné, len špekulovať nad možnosťami, ktoré sa na prvý pohľad vymykali zdravému rozumu.
Trhliny vo vesmíre
"Chandra mal otvorenosť mladosti k nezvyčajným myšlienkam, no i on sám si teraz musel dať pauzu," píše v knihe E = mc2 historik vedy David Bodanis. "Nechcel náhodou predpovedať, že vnútro hviezdy v skutočnosti zmizne? Ak by to bola pravda, potom by sa otvárali trhliny v samotnom pletive vesmíru!"
Chandra si uvedomil, že vlastne nevie, čo sa stane zo zvyšnou hmotou hviezdy, ktorá prúdila do diery vytvorenej týmto nekonečným kolapsom. V súlade s inou Einsteinovou rovnicou však vedel, že priestor a čas v blízkosti hviezdy musia byť silne deformované. Tak, že sa nedostane von ani svetlo. Blízke hviezdy, vtiahnuté gravitáciou diery dovnútra, budú roztrhané na kusy a zmiznú.
Jeho poznatky sa stali jadrom modernej koncepcie exotických vesmírnych objektov - čiernych dier.
Vtedy tento názov ešte neexistoval. Diery v časopriestore, predpovedané Karlom Schwarzschieldom v roku 1916, ktorým dal Chandra matematické obrysy, pomenoval až v roku 1967 nedávno zosnulý legendárny americký fyzik
John Wheeler. Existuje teoretická možnosť, že po spustení najväčšieho urýchľovača častíc na svete v najbližších týždňoch pri Ženeve, bude možné po prvý raz študovať miniatúrne čierne diery aj na Zemi.
Bitka s Eddingtonom
Mnohým fyzikom sa fantastické predstavy devätnásťročného mladíka nepozdávali. Hlavným oponentom bol sám Arthur Eddington, muž, ktorý v roku 1922 experimentálne potvrdil Einsteinovu teóriu relativity a stal sa vedeckou superhviezdou. Vzdorovať autorite, ktorej tlak sa rovnal sile niekoľkých bielych trpaslíkov, bolo nad sily hrdého Chandru. Eddington mal svoju predstavu o tom, že príroda sa nemôže správať absurdne, a do konca života tvrdil, že musí existovať zákon, ktorý vznik dier v časopriestore zakazuje.
V liste domov Chandra písal: "Rozdiely sú politického pôvodu. Predsudky! Predsudky! Eddington sa prosto zasekol. Vezmite si napríklad nasledujúcu nehanebnosť: 'Ak dôjde k najhoršiemu, môžeme skúsiť veriť vašej teórii. Viete, nepozerám sa na to z pohľadu hviezd, ale z pohľadu prírody.' Príroda jednoducho znamená 'anjel zosobňujúci Eddingtona'. Aký argument mám povolať proti takejto nehanebnej trúfalosti?"
Chandra ešte nemal ani tridsať rokov a keď si predstavil, že strávi zvyšok svojej kariéry bojom za dokázanú vec, radšej zmenil pôsobisko aj predmet záujmu. Odcestoval do Ameriky, kde až do konca života pôsobil na univerzite v Chicagu. K bielym trpaslíkom a čiernym dieram sa vrátil až po mnohých rokoch.
Napodiv, osobné kontakty medzi dvoma veľkými astrofyzikmi zostali nedotknuté. Eddington, ktorý vedecké spory miloval, ich striktne oddeľoval od osobných kontaktov a prejavoval Chandrovi vrelú náklonnosť až do svojej smrti v roku 1944. Chandrasekhar, aj keď ho spor silno poznamenal, mu ju oplácal.
Uprednostnil by mlčanie
Chandrasekhara v spore s Eddingtonom podporil napríklad Niels Bohr a mnohí ďalší významní fyzici, bolo to však v súkromných listoch a rozhovoroch. Do otvoreného súboja s vedcom, ktorý potvrdil Einsteinovu teóriu relativity, sa nikomu nechcelo.
Koncom 30. rokov uplynulého storočia začali astronómovia chápať Eddingtonovu chybu, úcta k jeho menu však pretrvávala. V prednáške na astronomickej konferencii v Paríži v roku 1939, kde Eddington opäť napadol Chandrasekharove výsledky, indický astrofyzik okamžite poslal papierik s odkazom predsedajúcemu. Bol ním Henry Russell, slávny astronóm z Princetonu. Chandra žiadal o povolenie na obhajobu. Russell mu papierik poslal späť s poznámkou: "Uprednostnil by som, aby ste nereagovali." Deň pred konferenciou však súkromne Chandrovi povedal: "U nás Eddingtonovi neveríme."
vizitka vedca
Subrahmanyan Chandrasekhar sa narodil 19. októbra 1910 v Lahaure (vtedy Pakistan, dnes India) v rodine vládneho úradníka a hudobného teoretika, ktorý mal desať detí. Po dvoch dcérach bol najstarším synom. Ponoril sa do štúdia matematiky, fyziky a chémie, v čom mu pomáhali vzdelaní rodičia aj súkromní učitelia. V roku 1928 publikoval prvú významnú prácu o termodynamike vnútri hviezd. Ako dvadsaťročný absolvoval univerzitu v Madrase a získal vládne štipendium, ktoré mu umožnilo študovať na Cambridge, odkiaľ na radu Paula Diraca odišiel na rok do Kodane k Nielsovi Bohrovi. Počas cesty z Indie do Európy urobil prvé výpočty, na ktorých základe v roku 1932 stanovil limit, dnes známy ako Chandrasekharov. Ak má hviezda hmotnosť nižšiu než 1,44 hmotnosti Slnka, v závere svojho života sa premení na bieleho trpaslíka, ak vyššiu, stretne ju osud neutrónovej hviezdy alebo čiernej diery.
V roku 1937, najmä pre dlhý a beznádejný spor s uznávaným britským astronómom Arthurom Eddingtonom, ktorý na diery v časopriestore neveril, odišiel do USA. Krátko pôsobil na Harvarde a potom prešiel do Yerkesovho observatória Chicagskej univerzity, kde prednášal až do konca života teoretickú astrofyziku a vychoval rad významných vedcov. Pri výskume hviezd úspešne spojil relativitu s kvantovou mechanikou. Nobelovu cenu získal v roku 1983 (spolu s Williamom Fowlerom) za teoretické štúdium fyzikálnych procesov dôležitých pre stavbu a vývoj hviezd vedúcich k rozvoju astrofyziky. Zomrel v Chicagu 21. augusta 1995.
Hlavný zdroj: Kip S. Thorne: Černé díry a zborcený prostoročas. Mladá fronta, Praha, 2004
FOTO
|
FOTO
|
