SME
Piatok, 30. október, 2020 | Meniny má Simon, SimonaKrížovkyKrížovky

Subrahmanyan Chandrasekhar Očarený brahman

V USA mal Chandrasekhar niekoľko študentov, medzi nimi dvoch pochádzajúcich z Číny. Od roku 1947 za nimi pravidelne chodil z Yerkesovho observatória vo Wisconsine do Chicaga, čo bolo viac ako 150 kilometrov. Raz v silnej snehovej búrke prišli na prednášku

V júli 1999 vypustila NASA na orbitu Zeme röntgenový ďalekohľad, ktorý nazvala na jeho počesť Chandra. Chandra v sanskrite znamená tiež Mesiac alebo Svietiaci.V júli 1999 vypustila NASA na orbitu Zeme röntgenový ďalekohľad, ktorý nazvala na jeho počesť Chandra. Chandra v sanskrite znamená tiež Mesiac alebo Svietiaci.

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

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Prezidentka Zuzana Čaputová.
Píše Janka Debrecéniová

„Spoločná zodpovednosť“ je ukážkou nezodpovednosti

Uznesenie vlády fakticky porušuje viacero základných práv a slobôd.

Testovanie na nový koronavírus v Bánovciach nad Bebravou.

Koronavírus na Slovensku: Celoplošné testovanie sa podľa Čaputovej nestihne. Matoviča vyzvala prehodnotiť postihy (minúta po minúte)

Celkovo sa koronavírusom na Slovensku nakazilo 55 091 ľudí. Pandémia Covid-19 si doteraz vyžiadala 212 obetí.

Prezidentka Zuzana Čaputová.

Žilinská nemocnica varuje pred režimom vojnovej medicíny

Bojnická nemocnica už nevie vyčleniť ďalšie lôžka pre pacientov s Covidom.

Väčšina nemocníc má dostatok lôžok. Avšak hlavne tým na severe Slovenska začínajú akútne chýbať zdravotníci.

Neprehliadnite tiež

Podcast Tech_FM

Čierne diery sú aj také, aké by nemali byť

Čo nás učí gravitačná astronómia.

Sonda vyriešila problémy, schránku so vzorkami z asteroidu uzavrela

Sonda nakoniec nabrala príliš veľa materiálu.

Sonda OSIRIS-REx.
Časť ostrova Kotelnyj, ktorý sa nachádza v mori Laptevovcov na zábere z júna 2016.