This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ചന്ദ്രശേഖര്‍ പരിധി
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ചന്ദ്രശേഖര്‍ പരിധി
തെളിഞ്ഞ രാത്രിയില്‍ ആകാശത്തേക്കു ശ്രദ്ധാപൂര്‍വം നോക്കിയാല്‍ പലയിനം നക്ഷത്രങ്ങളെ നഗ്നദൃഷ്ടികള്‍കൊണ്ടുതന്നെ മനസ്സിലാക്കാം. ശാസ്ത്രീയമായ അന്വേഷണങ്ങളും നക്ഷത്രങ്ങളുടെ വൈവിധ്യത്തെ ശരിവയ്ക്കുന്നു. സൂര്യന്‍ ഒരു സാധാരണ നക്ഷത്രമാണ്. സൂര്യനെക്കാള്‍ ദ്രവ്യമാനം കൂടിയവയുണ്ട്, വലുപ്പം കൂടിയവയുണ്ട്, ദ്യുതികൂടിയവയുണ്ട്, താപനിലകൂടിയവയുണ്ട്; ഇവയെല്ലാം കുറഞ്ഞവയും ഉണ്ട്.
നക്ഷത്രത്തിന്റെ ജീവിതഗതിയെ സാരമായി സ്വാധീനിക്കുന്ന ഒരു ഘടകമാണ് അതിന്റെ ദ്രവ്യമാനം (mass). സൂര്യന്റെ ദ്രവ്യമാനം ഏതാണ്ട് 2 x1030 കി.ഗ്രാം ആണ്. വ്യാസം ഏതാണ്ട് 14,00,000 കി.മീറ്ററായതുകൊണ്ട്, ശ.ശ. സാന്ദ്രത 1.4 ഗ്രാം/ഘ.സെ.മീ. ആണ്. കേന്ദ്രത്തിലെ താപനില ഏതാണ്ട് 20 മില്യന്‍ കെല്‍വിനും, അവിടത്തെ സാന്ദ്രത ഏതാണ്ട് 100 ഗ്രാം/ഘ.സെ.മീറ്ററും ആണ്. ഇത്തരം പരിതഃസ്ഥിതികളില്‍ വാതകമര്‍ദവും സാന്ദ്രതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം പ്രഖ്യാതമായ ബോയില്‍ നിയമം അനുസരിച്ചായിരിക്കും. താപനില വ്യത്യാസപ്പെടുന്നില്ലെങ്കില്‍ മര്‍ദം സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ആനുപാതികമായിരിക്കും എന്നതാണ് ബോയില്‍ നിയമം.
പക്ഷേ സാന്ദ്രത കൂടുമ്പോള്‍, ബോയില്‍നിയമത്തെ അനു സരിക്കാത്ത മറ്റൊരുതരം മര്‍ദത്തിനു പ്രാമുഖ്യം ലഭിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണ്‍ അപഭ്രംശനമര്‍ദം (electron degeneracy pressure) എന്നാണ് ഇതിനെ വിളിക്കുന്നത്. പൗളിയുടെ അപവര്‍ജനതത്ത്വവും ഹൈസന്‍ബര്‍ഗിന്റെ അനിശ്ചിതത്വ തത്ത്വവും പ്രഖ്യാതങ്ങളാണ്. ഇവയെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി അപഭ്രംശനമര്‍ദത്തിന് ഒരു സമീകരണം എളുപ്പത്തില്‍ നിഷ്പാദിപ്പിക്കാവുന്നതാണ്. അപഭ്രംശനമര്‍ദം താപനിലയനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നില്ല; അത് സാന്ദ്രതയുടെ 5/3-ാം ഘാതത്തിന് അനുപാതികമാണുതാനും. പല പരിതഃസ്ഥിതികളിലും അപഭ്രംശനമര്‍ദത്തെ നിസ്സാരമെന്നു തള്ളിക്കളയാവുന്നതാണ്. ഉദാഹരണത്തിനു ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷമര്‍ദത്തില്‍ ലക്ഷത്തില്‍ ഒരംശത്തെക്കാള്‍ കുറവാണ് അപഭ്രംശനത്തിന്റെ സംഭാവന. എന്നാല്‍ സൂര്യനെപ്പോലെയുള്ള ഒരു നക്ഷത്രം, കാലക്രമത്തില്‍ വെള്ളക്കുള്ളനായി (white dwarf)ത്തീരുമ്പോള്‍, സാന്ദ്രത 106 ഗ്രാം/ഘ.സെ.മീ. എന്ന നിലയ്ക്ക് ഉയരും. ഏതാണ്ട് പൂര്‍ണമായും അയണീകൃതമായിക്കഴിഞ്ഞാല്‍ പദാര്‍ഥത്തിലെ ഇലക്ട്രോണ്‍ വാതകത്തില്‍ അപഭ്രംശനമര്‍ദത്തിനു സര്‍വപ്രാധാന്യം സിദ്ധിക്കുന്നു. അപഭ്രംശനമര്‍ദം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ബലവും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലവും തമ്മില്‍ സന്തുലനം ഉണ്ടാകാം. അങ്ങനെയാണ് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ അന്ത്യനാളുകളില്‍ അവയ്ക്കു സ്ഥൈര്യം ലഭിക്കുന്നത്.
ആപേക്ഷികതയെ (relativity) കണക്കിലെടുക്കാത്ത ഒരു വിശകലനമാണ് നാം കൊടുത്തത്. പക്ഷേ, സാന്ദ്രത വര്‍ധിക്കുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വേഗവും വര്‍ധിക്കുന്നു. വേഗം കൂടിക്കൂടി പ്രകാശവേഗത്തോടടുക്കുമ്പോള്‍, ആപേക്ഷികതയെ അവഗണിക്കാന്‍ വയ്യ. ആപേക്ഷികതയെ അവഗണിക്കാന്‍ വയ്യെന്നു മനസ്സിലാക്കിയതും, അതനുസരിച്ചു വേണ്ട മാറ്റങ്ങള്‍ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ വരുത്തിയതും ചന്ദ്രശേഖര്‍ ആയിരുന്നു. ഇലക്ട്രോണ്‍വേഗം പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുമ്പോള്‍ മര്‍ദം വര്‍ധിക്കുന്നത് സാന്ദ്രതയുടെ 4/3-ാം ഘാതത്തിന് അനുപാതികമായാണ് എന്നു ചന്ദ്രശേഖര്‍ കാണിച്ചു. ഘാതം 5/3-നു പകരം 4/3 ആയി എന്നല്ലേ ഉള്ളൂ എന്നു തോന്നാം. പക്ഷേ, അമ്പരപ്പിക്കുന്ന മറ്റൊരു നിഗനത്തിലേക്ക് ഈ മാറ്റം ചന്ദ്രശേഖറെ എത്തിച്ചു. നക്ഷത്രത്തിന്റെ ദ്രവ്യമാനം ഒരു പരിധിയില്‍ കവിഞ്ഞാല്‍, അപഭ്രംശനമര്‍ദബലത്തിനു ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലത്തെ തടുത്തുനിര്‍ത്താനാവില്ല. സര്‍വശക്തമായ, അദമ്യമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം, നക്ഷത്രത്തെ ഞെരിച്ചു തകര്‍ക്കും എന്നതായിരുന്നു ഈ നിഗമനം. ഈ അത്യാഹിതത്തെ നിര്‍ണയിക്കുന്ന അതിര്‍വരമ്പിനെയാണ് ചന്ദ്രശേഖര്‍ പരിധി എന്നു വിളിക്കുന്നത്. സൂര്യദ്രവ്യമാനത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് 1.4 മടങ്ങാണ് ഈ പരിധി.
ലഘുചരിത്രം. 1930-ല്‍ ആണ് ദ്രവ്യമാനം ഒരു പരിധിയില്‍ കവിഞ്ഞാല്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് അന്ത്യനാളുകളില്‍ സ്ഥിര സന്തുലനം ലഭിക്കില്ല എന്ന ആശയം ചന്ദ്രശേഖറില്‍ ഉദയം ചെയ്തത്. 1935 ജനു. 11-ന് ഒരു സമ്മേളനത്തില്‍ ഈ ആശയം അദ്ദേഹം പ്രഖ്യാപിച്ചു. പക്ഷേ, പ്രഖ്യാത ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രജ്ഞനായ സര്‍ ആര്‍തര്‍ എഡിങ്ടന്റെ എതിര്‍പ്പ് ഈ ആശയത്തിന് അംഗീകാരം ലഭിക്കാന്‍ താമസം ഉണ്ടാക്കി.
ആപേക്ഷികതയെയും ക്വാണ്ടംമെക്കാനിക്സിനെയും പൊരുത്തപ്പെടാത്ത രീതിയില്‍ കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്ത് തന്റെ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ ചന്ദ്രശേഖര്‍ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നായിരുന്നു എഡിങ്ടന്റെ ആക്ഷേപം. ആക്ഷേപത്തില്‍ കഴമ്പില്ല എന്നു ബോര്‍, പൗളി, ഡിറാക് തുടങ്ങിയ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് അന്നേ ബോധ്യമായിരുന്നു. സ്വകാര്യക്കത്തുകളില്‍, അവര്‍ അതു വ്യക്തമാക്കിയും ഇരുന്നു. പക്ഷേ, ചന്ദ്രശേഖറെ പിന്‍താങ്ങിക്കൊണ്ട് പ്രബന്ധം രചിക്കാനോ പൊതുവേദിയില്‍ പ്രസംഗിക്കാനോ അവരിലാരും തയ്യാറായില്ല. ജ്യോതിര്‍ ഭൗതികത്തിന്റെ സ്വാഭാവികമായ വളര്‍ച്ച തത്കാലത്തേക്കു നിലച്ചു. ചന്ദ്രശേഖര്‍ പരിധി എന്ന ആശയത്തിനു സാര്‍വത്രികമായ അംഗീകാരം ലഭിക്കാന്‍ ദശകങ്ങള്‍ വേണ്ടിവന്നു. 1983-ല്‍ ചന്ദ്രശേഖര്‍ക്കു നോബല്‍ പുരസ്കാരം ലഭിച്ചതില്‍ ഈ സംഭാവനയ്ക്കു ഗണ്യമായ പങ്കുണ്ട്.
(പ്രൊഫ. കെ. ഗോവിന്ദന്‍)
