શોધ-શોધક : ચંદ્રશેખર લિમિટ- સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર

મિત્રો તમે ઘણા બધા બ્લોગ પર જુદા જુદા વૈજ્ઞાનિકોના જીવન વિષે વાંચ્યું હશે પરંતુ અહી જે માહિતી આપવામાં આવી છે તે કદાચ તમારા ધ્યાન પર આવી નહિ હોય.અહી માત્ર વૈજ્ઞાનિક વિષે માહિતી જ નહિ પરંતુ તેની સાથે અજાણ્યો ઈતિહાસ પણ આપવામાં આવ્યો છે જે આપ વાંચશો એટલે ખ્યાલ આવશે કે જે તે વૈજ્ઞાનિક કેવા સંજોગોમાંથી પસાર થયા હતા.આજે અહી ભારતના મહાન વૈજ્ઞાનિક શ્રી સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર ના અજાણ્યા ઈતિહાસ અને તેમની શોધ વિષે ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

વાતની શરૂઆત કરીએ તે પહેલા એક યોગાનુયોગ જોઈએ-1930માં  ભારત ના દરિયા કિનારેથી એક જહાજ બ્રિટન જવા માટે ઉપાડ્યું જેમાં એક 19 વર્ષનો છોકરો પણ મુસાફરી કરી રહ્યો હતો.આ જહાજ અરબ સાગર પરથી સુએજ નહેર તરફ આગળ જી રહ્યું હતું.બરાબર નવ વર્ષ પહેલા આવી જ રીતે આ જ રસ્તા પરથી આ યુવાન છોકરાના કાકા સી.વી.રામન જહાજ દ્વારા પ્રવાસ ખેડી રહ્યા હતા અને દુર સાગર ના બ્લુ રંગ ના પાણીને જોઇને તેમને એક સરસ મજાની થીયરી ઘડી કાઢી જેને રામન ઇફેક્ટ નામ આપ્યું અને 1930 માં આ થીયરીને નોબેલ પ્રાઈઝ એનાયત કરવામાં આવ્યું.અહી સ્થળ બંને વખત સરખા જ હતા અને એ જ સુએજ નહેર હતી જ્યાં આજ રોજ એક નવયુવાન બીજી ક્રાંતિકારી શોધ માટે મનમાં વિચારી રહ્યો હતો.સી.વી.રામનનો એ ભત્રીજો એટલે સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર.........કેવો યોગાનુયોગ!!!!!
મુસાફરી ધીમી ગતિએ ચાલી રહી હતી.સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર આરામ ખુરશી પર બેસીને માત્ર પેન્સિલ વડે કૈક ગણતરીઓ કરી રહ્યા હતા.જહાજમાં મોટા ભાગે અંગ્રેજો જ હતા અને આ શ્યામવર્ણી ભારતીયથી થોડું અંતર રાખી રહ્યા હતા.આવા એકાંતના સમયે સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર પોતાને મૂંજવી રહેલ સવાલોનું નિરાકરણ કરવા માંથી રહ્યા હતા.આ માટે તેઓ જાત જાત ના સમીકરણો લડાવી રહ્યા હતા.

સવાલ શું હતો તે જાણીએ તે પહેલા ત્યારના પ્રખ્યાત બીજા વૈજ્ઞાનિકો શું વિચારતા હતા તે જોઈએ.વાત ખગોળશાસ્ત્રની છે અને થોડી અટપટી પણ છે પરંતુ અહી બહુ સરળ ભાષામાં સમજાવવાનો પ્રયાસ  કરવામાં આવ્યો છે અને તેનું ટૂંકું વર્ણન જોઈએ

બ્રિટનના પ્રખ્યાત વૈજ્ઞાનિક આર્થર એડિંગટન ના મત મુજબ બ્રહ્માંડનો કોઈ પણ તારો E=mc2 મુજબ પદાર્થનું ઉર્જામાં રૂપાંતર પામતો રહી સતત પોતાનું ગુરુત્વાકર્ષણ ગુમાવતો રહી રેડ જાયન્ટ તરીકે ફૂલવા લાગે છે અને બીજા તબક્કે તારાના બાહ્ય ફોતરા નીકળ્યા બાદ ફરી સંકોચન પામી નાના કદના white dwarf માં ફેરવાઈ છે.બ્રિટનનો બીજો પ્રખ્યાત વૈજ્ઞાનિક રાલ્ફ ફાઉલર પણ આમ જ માનતો હતો કે માત્ર સૂર્ય જ નહિ પણ બધા તારા નું અંતિમ ચરણ આવું જ હોય.તે સમયમાં બ્રિટનમાં આઈનસ્ટાઇન પછી બીજા ક્રમે આવતા વૈજ્ઞાનિક માં  આર્થર એડિંગટનનું નામ આવતું હતું એટલે તે સમયે તે જે બોલે તે બ્રહ્મ વાક્ય ગણાતું અને તેને ખોટું પાડવાની કોઈની હિંમત પણ નહોતી ચાલતી.રાલ્ફ ફાઉલરના મંતવ્યને આર્થર એડિંગટનનું પણ સમર્થન હતું એટલે તારાના અંતિમ ચરણ વિશેના તેમના આ વિચારોને પડકારવા ખુબ જ અઘરા અને પડકારજનક હતા 

સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર પોતે પણ એવું માનતા હતા કે તારાનું અંતિમ ચરણ આવું જ હોય પણ તેમને મુજવતી વાત બીજી હતી.તેઓ એવું વિચારતા હતા કે શું દરેક તારાનું મૃત્યુ આવી જ રીતે સંભવ છે? જહાજ પર એકાંત બેઠા બેઠા તેમને આવો જ સવાલ મનમાં થયો કે શું સૂર્ય કરતા મોટા તારાનું આયુષ્ય પૂરું થયા પછી તે આવી રીતે જ મૃત્યુ પામે કે બીજું કોઈ સ્વરૂપ પણ શક્ય છે? જિંદગીના હજુ તો માત્ર 19 વર્ષ પસાર કરેલ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર બ્રિટનના આવા પ્રખર વૈજ્ઞાનિકો સામે કશી ગણનામાં ના લેખાય છતાં જહાજ રાતો સમુદ્ર પસાર કરીને સુએજ નહેરમાં પ્રવેસી તેના થોડા જ કલાકો પછી સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર પોતાની થીયરીને પોતાના સમીકરણો વડે આખરી ઓપ આપી ચુક્યા હતા અને ભવિષ્યમાં ચંદ્રશેખર લિમીટ ના નામે પ્રખ્યાત થનાર થીયરી તેમણે ઘડી કાઢી હતી.આ તરુણ ભારતીય હકીકતે પ્રચંડ ગુરુત્વાકર્ષણ ધરાવતા ન્યુટ્રોન તારાનું જ નહિ,પરંતુ બ્લેક હોલનું પણ અસ્તિત્વ ભાંખી રહ્યા હતા.આ બંને અવકાશી પદાર્થો ભલે ત્યારે તેમના કેન્દ્ર માં ન હતા પણ તેમની થીયરીને સૈધાંતિક રીતે આગળ લંબાવો તો છેવટનું પરિણામ એ જ હતું

થોડા દિવસો બાદ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર બ્રિટન પહોંચ્યા.કેમ્બ્રિજ ખાતે આવેલ ટ્રીનીટી કોલેજમાં તેમણે અભ્યાસ કરવાનો હતો.વિદ્યાર્થી તરીકે ભારતમાં તેઓ ખુબ જ ઝળક્યા હતા પણ અહી બ્રિટનમાં આર્થર એડિંગટન,રાલ્ફ ફાઉલર,પોલ ડીરાક અને રૂથરફોર્ડ જેવા ધુરંધરો વચ્ચે તેમને ઝાંખપ નો અનુભવ થયો.આ દરેક વિષે ભારતમાં તેમણે ખુબ જ ઊંડાણ પૂર્વક વાંચેલ હતું અને અહી તેમને દરેક જણ સાથે વારાફરતી રૂબરૂ ભેટો થવાનો હતો.

કેમ્બ્રિજ ખાતે આવેલ ટ્રીનીટી કોલેજ

આ કોલેજમાં સૌ પ્રથમ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર ને રાલ્ફ ફાઉલરનો ભેટો થયો જે સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર ને અવારનવાર લેબોરેટરી ખાતે આવવાનું કહી પોતે ક્યારેય તેને સમયે મળતો નહિ.લેબોરેટરી પર કલાકો સુધી રાહ જોવડાવી તે સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર ને ક્યારેય અંદર બોલાવતો નહિ.આવું વારંવાર બનતું હતું.અંતે એકવાર મુલાકાત યોજાયા બાદ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરે પોતાના સમીકરણો તેમને બતાવ્યા અને કહ્યું કે સૂર્યથી 1.44 ગણા વધુ દળ ધરાવતા તારાનું સંકોચન શ્વેત વામનના સ્ટેજે અટકે નહિ.સ્વાભાવિક રીતે ફાઉલરે સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરની આ વાત ઉડાવી દીધી અને સાથે સાથે સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર ને સલાહ આપી કે આવા જટિલ અને ગહન વિષય પર સમય બગડવાનું બંધ કરી દે.પ્રથમ જ મુલાકાતનો આવો કડવો અનુભવ થયો જે માત્ર શરૂઆત હતી.ફાઉલર છ મહીને એકાદ વાર માંડ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરને મુલાકાતનો સમય આપતો અને દર વખતે તે 1.44 વાળી વાત ને હસી કાઢતો.તેમના મતે તારાનું મૃત્યુ તેમણે કહેલી રીતે જ શક્ય હતું,બીજી કોઈ રીત હતી જ નહિ.

રાલ્ફ ફાઉલર
અહી બ્રિટનમાં પણ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર સાવ એકલા પડી ગયા કેમ કે અહી તેઓ ગોરાઓની વચ્ચે માત્ર એક વિદ્યાર્થી તરીકે જ હતા.ધીમે ધીમે તેઓ 1933 માં પી.એચ.ડી.થયા.વધુ અભ્યાસ માટે તક મળે કે કેમ તે માટે તે પોતાના ગુરુ રાલ્ફ ફાઉલર પાસે ગયા.રાલ્ફ ફાઉલરે કહ્યું કે ફેલોશીપ માટે કોલેજમાં ફોર્મ ભરી દે અને સાથે એમ પણ કહ્યું કે પ્રવેશ મળવાનો ચાન્સ બહુ નથી.સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરે ફોર્મ ભર્યું અને તેમનું ફોર્મ નહિ સ્વીકારાય તેવો વિશ્વાસ પણ તેમને હતો એટલે ભારત પાછા ફરવા માટે તેઓ કેમ્બ્રિજ સ્ટેશને ટીકીટ કઢાવવા ગયા તે દિવસે નોટીસ બોર્ડ પર પ્રવેશપાત્ર નું લીસ્ટ મુકાયેલ જોયું અને તેમાં તેમનું નામ પણ જોયું.આ બહુ સુખદ ઘટના હતી અને ટર્નીંગ પોઈન્ટ પણ હતો.

ઊંચ અભ્યાસ દરમિયાન તેમને આર્થર એડિંગટન સાથે પ્રત્યક્ષ સંપર્ક અને સંઘર્ષ પણ થવાનો હતો.ફેલોશીપ મેળવનાર શિષ્યો નો તે પ્રોફેસર હતો.આર્થર એડિંગટનનો સ્વભાવ તામસી અને જીભ એકદમ બરછટ હતી અને પોતાના જ્ઞાન નું બહુ જ અભિમાન પણ હતું.પોતે બહુ ઘમંડી પણ હતો અને તેમનું આ ઘમંડ સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરના હસ્તે તૂટવાનું હતું!

આર્થર એડિંગટન
સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરે ગણિતની ફોર્મ્યુલાઓ સાથે પોતાની થીયરી આર્થર એડિંગટન ને બતાવી પણ તેમને કોઈ જ જવાબ આપ્યો નહિ અને સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરનું ઘણું અપમાન કર્યું.અને આ અપમાન નો શીલશીલો ચાલુ જ રહ્યો.જયારે પણ કોઈ અધિવેશન માં સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરને મળે ત્યારે તે તેમનું અપમાન કરવાનું ચૂકતો નહિ.તેથી સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરને બ્રિટનમાં પોતાનું સારું ભવિષ્ય દેખાણું નહિ તેથી તેઓ અમેરિકા જતા રહ્યા ત્યાં તેમણે શિકાગો યુનીવર્સીટી માં ખગોળભૌતિક ના પ્રોફેસરની નોકરી સ્વીકારી લીધી. ચંદ્રશેખર લીમીટ કહેવાતો સિધાંત ત્યાર પછીયે વર્ષો સુધી માત્ર કાગળ પર જ રહ્યો કોઈ ખગોળશાસ્ત્રી છાતી ઠોકીને કહી ના શક્યો કે સૂર્યના હિસાબે 1.44 ગણા વધુ દળના તારાનું સંકોચન થયા બાદ અંતે શું બને?


શિકાગો યુનીવર્સીટી

શિકાગો યુનીવર્સીટીમાં પ્રોફેસર તરીકે જોડાયા તે સમયની તસ્વીર 

હવે અહી સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરે જે ગણતરી દ્વારા ઘડેલી થીયરી છે તેની મુખ્ય વાત કરીએ.ઈલેક્ટ્રોન નો ચાર્જ નેગેટીવ  અને પ્રોટોન નો ચાર્જ પોજીટીવ હોવા છતાં અને તેમની વચ્ચે આકર્ષણ હોવા છતાં તારાના ભીતરી સંજોગો નોર્મલ હોય ત્યારે એ પરમાણુઓ કડી ભેગા થતા નથી પણ સંકોચન થતા તારાના કેન્દ્રીય ભાગે દબાણ પુષ્કળ વધી જાય ત્યારે બેય પરમાણુઓ ભીંસના માર્યા જોડાણ પામી ન્યુટ્રોન માં ફેરવાય છે.આ સમયે ઈલેક્ટ્રોન પોતાનું અસ્તિત્વ ગુમાવી ચુક્યા હોય છે.તેથી પદાર્થના કેન્દ્રગામી ગુરુત્વાકર્ષણ ને પહોંચી વળવા આંતરિક દબાણ સર્જાતી તેમની ઉર્જા નું પણ અસ્તિત્વ રહેતું નથી.આ બદલાયેલી સ્થિતિમાં ન્યુટ્રોન નો બધો પદાર્થ જોત જોતામાં કેન્દ્ર તરફ ફસકી પડે છે.પતન નો વેગ પ્રકાશ વેગના 25% જેટલો હોય છે.ગુરુત્વાકર્ષણ રૂપે પદાર્થમાં જે ઉર્જા હોય તે બીજી જ ક્ષણે આઘાતના મોજા સ્વરૂપે રીવર્સમાં બાઉન્સ થાય છે અને તે મોજા તારાના બહ્યાવારણના ફોતરા કાઢી નાખે છે.જેને આપણે સુપરનોવા કહીએ છીએ.વિસ્ફોટ પામતો તારો અમુક સેકન્ડમાં તમામ આકાશગંગા ના બધા તારાના સયુંકત પ્રકાશ જેટલું તેજ ફેલાવી દે છે.અંતે ન્યુટ્રોન ના ઠળિયા સિવાય કઈ બચતું નથી જાણે આપણે ન્યુટ્રોન સ્ટાર કહીએ છીએ.

હવે માનો કે આવા ન્યુટ્રોન તારાનું દળ સૂર્યના હિસાબે ત્રણ ગણું વધુ હોય તો? તો સંકોચન નો દોર એ સ્ટેજે પણ અટકે નહિ અને હદ ઉપરાંતનું દળ એટલું ગુરુત્વાકર્ષણ પેદા કરે કે તેના વડે ભીંસાતો ન્યુટ્રોન તારો સતત નાનો થતો જાય.કદ ઘટતું જાય તેમ ઘનતા વધ્યા કરે અને અંતે ઘનતા અનંત થાય.બીજી બાજુ તારાનું દળ સાન્ત એટલે કે માર્યાદિત રહે.હવે સાદા ગણિત મુજબ સાન્ત ને અનંત વડે ભાગો તો જવાબ શૂન્ય આવે.મતલબ કે તારાના સાન્ત દળનો ભાગાકાર અનંત ઘનતા વડે થાય ત્યારે તારો શૂન્ય ત્રિજ્યા નો બને.ત્રિજ્યા જેવું કશું નહિ માટે તારાનું ઘન સ્વરૂપે અસ્તિત્વ જ ના રહે.પરિણામ-બ્લેક હોલ!!

સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરે ભૌતિક શાસ્ત્ર ના કાયમી શિલાલેખ જેવા પોતાના ચંદ્રશેખર લિમીટ કહેવાતા લેખને આટલી હદ સુધી લંબાવ્યો ના હતો છતાં તાર્કિક અને સૈધાંતિક રીતે આ સીધાંતનો સુચિતાર્થ એ જ નીકળતો હતો.વાત છેવટે સુપરનોવા,ન્યુટ્રોન સ્ટાર,બ્લેક હોલ સુધી પહોંચતી હતી.આ જાતના તારણ નો પ્રથમ પુરાવો 1971માં 6500 પ્રકાશવર્ષ દુર હંસ નક્ષત્ર માં Cygnus-X1 નામના પ્રથમ બ્લેક હોલ ની શોધ થયા પછી મળ્યા.ન્યુટ્રોન સ્ટારનો પતો 1967માં અને પહેલો સુપરનોવા ધડાકો ખગોળ શાસ્ત્રીઓએ 1987 માં નજરો નજર જોયો અને સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરનો સિધાંત સાચો હોવાની સાબિતી આપતો ગયો 

1983માં સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરને આ થીયરી માટે નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યું તેના એક વર્ષ અગાઉં કેમ્બ્રિજ યુનીવર્સીટી નું આમંત્રણ સ્વીકારી 1982 માં આર્થર એડિંગટનની જન્મ શતાબ્ધી નિમિતે બ્રિટન ગયા અને વ્યાખ્યાન આપ્યું.વિષય હતો-"તત્કાલીન ખગોળ ભૌતીકનો સૌથી પ્રતિષ્ટિત વૈજ્ઞાનિક આર્થર એડિંગટન"

મિત્રો આને કહેવાય ભારતીય સંસ્કાર.જે આર્થર એડિંગટને સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરને અવારનવાર અપમાનિત કરેલ છતાં પણ મન માં કોઈ દ્વેષ ભાવ નહિ.આવા સાલસ મિજાજી અને મૃદુભાષી સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખર ઓગસ્ટ,1995 માં અમેરિકા ખાતે અવસાન પામ્યા.આજે ભલે તેઓ હયાત નથી પણ નાસાએ તેમની સ્મૃતિમાં "ચંદ્ર"નામનું જે ટેલીસ્કોપ તરતું મુક્યું છે તે દર રોજ અવકાશી બ્લેક હોલના અને ન્યુટ્રોન સ્ટારના સગડ આપી રહ્યું છે અને સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરની થીયરીને વધુ મજબુત કરી રહ્યું છે.
Image result for chandra telescope

"ચંદ્ર"નામનું  ટેલીસ્કોપ

સ્ત્રોત-સફારી 

સુબ્રહ્મણ્યમ ચંદ્રશેખરના જીવન વિશેનો વિડીયો જોવા અહી ક્લિક કરો

Share: