আ ট্রিবিউট টু সুবরামানিয়ান চন্দ্রশেখর

আমার প্রিয় বিজ্ঞানীদের মধ্যে অন্যতম একজন সুবরামানিয়ান চন্দ্রশেখর। তাঁকে ভালো লাগা ও তাঁর প্রতি আগ্রহের একটা বড় কারণ হলো চন্দ্রশেখর লিমিট, যার সম্পর্কে আমি এইচএসসিতে পড়েছিলাম। কী কারণে জানি না, ঐ সময়ে এটা আমার কাছে খুব বড় একটা আবিষ্কার মনে হয়েছিলো।

অবশ্য এটা আদতেই অনেক বড় একটা আবিষ্কার। বিজ্ঞানী চন্দ্রশেখর ছিলেন আরেক কালজয়ী বিজ্ঞানী স্যার চন্দ্রশেখর ভেঙ্কট রমনের (রমন এফেক্টের আবিষ্কারক, যিনি সি ভি রমন নামে বেশি পরিচিত) ভাতিজা। বলা হয়ে থাকে, ১৯৩০ সাল নাগাদ মাত্র দুজন ব্যক্তি আইনস্টাইনের জেনারেল থিওরি অফ রিলেটিভিটি (সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব) বুঝতেন। এঁরা হলেন আইনস্টাইন নিজে এবং চন্দ্রশেখর।

সংক্ষেপে চন্দ্রশেখরের জীবন
সুবরামানিয়ান চন্দ্রশেখর ছিলেন ভারতীয় বংশদ্ভুত আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী। তিনি ১৯১০ সালে ব্রিটিশ ভারতের লাহোরে (বর্তমান পাকিস্তানের পাঞ্জাবের অন্তর্গত) জন্ম নেন। তাঁর বাবার নাম চন্দ্রশেখরা সুবরামানিয়া লায়ার এবং মার নাম সীতালক্ষী। দশ ভাই বোনের মধ্যে তিনি ছিলেন তৃতীয় এবং চার ভাইয়ের মধ্যে সবার বড়। চন্দ্রশেখর হলো শিবের একটা উপাধি, সংস্কৃত ভাষায় যার অর্থ চাঁদের ধারক। চন্দ্রশেখরের বাবা লায়ার তাঁর জন্মের সময় উত্তর পশ্চিম রেলওয়ের ডেপুটি অডিটর জেনারেল হয়ে লাহোরে কর্মরত ছিলেন। কিন্তু তাঁদের মাতৃভাষা ছিলো তামিল। তাঁর পুরো পরিবারই ছিলো প্রতিভাধর। লায়ার বেহালা বাজাতে পারদর্শী ছিলেন এবং সুরবিদ্যার উপর অনেক বইও লিখেছেন। সীতালক্ষী হেনরিক ইসবেনের আ ডলস হাউজ তামিল ভাষায় অনুবাদ করেন।

চন্দ্রশেখরের শিক্ষার হাতে খড়ি হয় বাড়িতেই। পরে তিনি মাদ্রাজের হিন্দু হাই স্কুলে তিন বছর (১৯২২ - ১৯২৫) পড়ালেখা করেন। পরের পাঁচ বছর তিনি মাদ্রাজের প্রেসিডেন্সি কলেজে পড়েন এবং সেখান থেকেই ১৯৩০ সালের জুন মাসে ফিজিক্সে অনার্স সহ বিএসসি ডিগ্রি লাভ করেন। একই বছর জুলাইয়ে তিনি ব্রিটিশ ভারতীয় সরকারের বৃত্তি পেয়ে ক্যামব্রিজ ইউনিভার্সিটিতে পড়তে যান। তিনি সেখানকার ট্রিনিটি কলেজে স্যার রালফ হাওয়ার্ড ফোলারের অধীনে রিসার্চ স্টুডেন্ট হিসাবে ভর্তি হন। সেখানকার প্রফেসর পল ডাইরাকের পরামর্শ অনুযায়ী তিনি গ্র্যাজুয়েট শিক্ষার অংশ হিসাবে ডেনমার্কের রাজধানী কোপেনহেগেনে অবস্থিত ইনস্টিটিউট অফ থিওরিটিকাল ফিজিক্সে (তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞান সংস্থা) শেষ শিক্ষাবর্ষ কাটান। সেখানে তাঁর সৌভাগ্য হয় প্রফেসর নিলস বোরের সান্নিধ্যে আসার। ১৯৩৩ সালে তিনি ক্যামব্রিজ ইউনিভার্সিটি থেকে ডক্টরেট ডিগ্রি লাভ করেন। একই বছর অক্টোবরে তিনি ১৯৩৩ সাল থেকে ১৯৩৭ সালের জন্য ট্রিনিটি কলেজের ফেলোশিপ অর্জন করেন। এই চার বছরে তিনি স্যার আর্থার এডিংটন ও প্রফেসর এডওয়ার্ড মিলনের সান্নিধ্যে আসেন।

প্রেসিডেন্সি কলেজের শেষ দুই বছরে (১৯২৮ - ১৯৩০) তাঁর এক বছর জুনিয়র ললিতা ডোরাইস্বামীর সাথে তাঁর বন্ধুত্ব হয়। ১৯৩৬ সালের সেপ্টেম্বরে তাঁরা বিয়ে করেন। চন্দ্রশেখর তাঁর নোবেল অটোবায়োগ্রাফিতে স্ত্রী সম্পর্কে লেখেন,

ললিতার ধৈর্য্যশীল বিবেচনাবোধ, সহায়তা আর অনুপ্রেরণা ছিলো আমার জীবনের মূল চালিকাশক্তি।

বিয়ের পরপরই (১৯৩৭ সালের জানুয়ারি মাসে) চন্দ্রশেখর ইউনিভার্সিটি অফ শিকাগোতে এসিস্ট্যান্ট প্রফেসর হিসাবে যোগ দেন। সেখানে তাঁকে রিক্রুট করেন ড. অটো স্ট্রুভ এবং ইউনিভার্সিটির তত্কালীন ফ্যাকাল্টি প্রেসিডেন্ট প্রফেসর রবার্ট মেনার্ড হাচিন্স। তিনি তাঁর বাকি জীবন সেখানেই কাটিয়ে দেন। ১৯৮৫ সালে তিনি এমিরেটাস স্ট্যাটস অর্জন করেন। এই সময়ে তিনি অনেক ইউনিভার্সিটির অনেক লোভনীয় অফার ফিরিয়ে দেন। তার মধ্যে একটা ছিলো প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটি মানমন্দিরের ডিরেক্টর হওয়ার অফার। তিনি উইস্কন্সিনের উইলিয়ামস বেতে অবস্থিত ও ইউনিভার্সিটি অফ শিকাগো দ্বারা পরিচালিত ইয়ের্কেস মানমন্দিরেও কাজ করেন।

নক্ষত্রের গঠন ও বিবর্তন তত্ত্ব আবিষ্কারের ফলে তিনি ১৯৮৩ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন। ১৯৯৫ সালের ২১ আগস্ট ৮৫ বছর বয়সে এই মহান বিজ্ঞানী মৃত্যুবরণ করেন।

চন্দ্রশেখরের গবেষণা
চন্দ্রশেখরের জীবনের গবেষণাগুলোকে বিষয়ের ভিত্তিতে মোটামুটি সাত ভাগে ভাগ করা যায়। এগুলো হলো:
১। নক্ষত্রের গঠন ও শ্বেতবামন তত্ত্ব (১৯২৯ - ১৯৩৯)
২। নক্ষত্রের গতিবিধি ও ব্রাউনীয় গতি তত্ত্ব (১৯৩৮ - ১৯৪৩)
৩। তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন তত্ত্ব, নক্ষত্রের বায়ুমণ্ডল তত্ত্ব, ঋণাত্মক হাইড্রোজেন আয়নের কোয়ান্টাম তত্ত্ব, গ্রহের বায়ুমণ্ডল তত্ত্ব এবং দিনের আকাশের দীপ্তি ও মেরুকরণ সংক্রান্ত তত্ত্ব (১৯৪৩ - ১৯৫০)
৪। হাইড্রোডাইনামিক ও হাইড্রোম্যাগনেটিক ভারসাম্য, রালে-বেনার্ড তাপ সঞ্চালন তত্ত্ব (১৯৫২ - ১৯৬১)
৫। উপগোলকাকার কাঠামোর ভারসাম্য ও সাম্যাবস্থার তত্ত্ব (১৯৬১ - ১৯৬৮); এই গবেষণায় তাঁর সঙ্গী ছিলেন নরম্যান লেবোভিত্জ।
৬। সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব ও আপেক্ষিক জ্যোতির্বিজ্ঞান (১৯৬২ - ১৯৭১)
৭। ব্ল্যাক হোলের গাণিতিক তত্ত্ব (১৯৭৪ - ১৯৮৩)

এসব গবেষণার ফলাফল হিসাবে তিনি নিচের বইগুলো লেখেন:
১। নক্ষত্রের গঠনতত্ত্বের ভূমিকা (১৯৩৯) : An Introduction to the Study of Stellar Structure
২। নক্ষত্রের গতিবিধির তত্ত্ব (১৯৪২) : Principles of Stellar Dynamics
৩। তেজস্ক্রিয় পরিবর্তন (১৯৫০) : Radiative Transfer
৪। প্লাজমা পদার্থবিজ্ঞান (১৯৬০) : Plasma Physics
৫। হাইড্রোডাইনামিক ও হাইড্রোম্যাগনেটিক ভারসাম্য (১৯৬১) : Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability
৬। সাম্যাবস্থার উপগোলকাকার তত্ত্ব (১৯৬৯) : Ellipsoidal Figures of Equilibrium
৭। ব্ল্যাক হোলের গাণিতিক তত্ত্ব (১৯৮৩) : The Mathematical Theory of Black Holes
৮। সত্য ও সুন্দর, বিজ্ঞানের সৌন্দর্য্য ও অনুপ্রেরণা (১৯৮৭) : Truth and Beauty. Aesthetics and Motivations in Science
৯। সাধারণ পাঠকের জন্য নিউটনের তত্ত্ব (১৯৯৫) : Newton's Principia for the Common Reader

চন্দ্রশেখর লিমিট
বিজ্ঞানী চন্দ্রশেখরের সবচেয়ে বিখ্যাত আবিষ্কার চন্দ্রশেখর লিমিট। চন্দ্রশেখর লিমিট কী, তা বুঝতে হলে আমাদের আগে নক্ষত্রের জীবনচক্র সম্পর্কে জানতে হবে।

নক্ষত্রের জীবনচক্রের সময়কাল অনেক বড় বলে মনে করা হয়। এমনকি তা ক্ষেত্রবিশেষে লক্ষ বছর হতে কোটি বছরও হতে পারে। এই থিওরিগুলো অবশ্য কম্পিউটারের সিম্যুলেশনের মাধ্যমে পাওয়া তথ্যের ভিত্তিতে জন্ম নিয়েছে। ভরের উপর ভিত্তি করে নক্ষত্রকে মোটামুটি তিন ভাগে ভাগ করা যায়: কম ভর সম্পন্ন, মাঝারি ভর সম্পন্ন ও বেশি ভর সম্পন্ন। যেসব নক্ষত্রের ভর অর্ধেক সৌরভরের কম, তাদের বলা হয় লোহিত বামন (red dwarf), যেমন প্রক্সিমা সেঞ্চুরি। এসব নক্ষত্রের আয়ুষ্কাল সবচেয়ে বেশি হয়। সাম্প্রতিক জ্যোতির্বিজ্ঞানের মডেলে ধারণা করা হয় যে, যেসব নক্ষত্রের ভর সূর্যের ভরের দশ ভাগের এক ভাগ বা তার কম, সেসব নক্ষত্র লোহিত বামন হিসাবেই থাকে প্রায় ৬ ট্রিলিয়ন বছর। আরো প্রায় কয়েকশো বিলিয়ন বছর পরে তা পরিণত হয় শ্বেত বামনে (white dwarf)। মধ্যম ভরের নক্ষত্রের ভর অনেক বেশি হওয়ায় তাদের অভ্যন্তরের মাধ্যাকর্ষণ আস্তে আস্তে কমে যায়। ফলে তাদের শক্তি উত্পাদনের হারের চেয়ে আকারে বড় হওয়ার হার বেশি হয়। কাজেই তারা ধীরে ধীরে ঠাণ্ডা হয়ে লাল রং ধারণ করে। এই অবস্থায় তাদের বলা হয় লোহিত দানব (red giant)। এসব নক্ষত্রের ভর যদি আরেকটু বেশি হয়, তাহলে বিভিন্ন প্রক্রিয়া শেষে তারা একসময় নেবুলায় পরিণত হয়, যার কেন্দ্রে থাকে আসলে ঘণ ও ছোট শ্বেত বামন। অনেক বেশি ভর সম্পন্ন নক্ষত্রগুলোর টিকে থাকার ক্ষমতা কমে যায়, তাদের বিশাল আকৃতি ও ভরের জন্য। ভর অনেক বেশি হওয়ায় তাদের মাধ্যাকর্ষণ শক্তিও অনেক বেশি হয়। তারা লোহিত বামনের চেয়ে উজ্জ্বল হয়। এদের বলা হয় সুপারনোভা।

চন্দ্রশেখর লিমিট হচ্ছে কোনো স্ট্যাবল শ্বেত বামনের সর্বোচ্চ ভর। ১৯৩০ সালে মাত্র ২০ বছর বয়সে চন্দ্রশেখর এটা আবিষ্কার করেন। যেসব শ্বেত বামনের ভর এই লিমিটের নিচে, তারা অন্যান্য নক্ষত্রের মতো মাধ্যাকর্ষণজনিত বিলুপ্তির সম্মুখীন হয় না। আর যাদের ভর এর চেয়ে বেশি, তারা নিজেদের মাধ্যাকর্ষণের ফলে এক সময় সংকুচিত হতে থাকে। এই সংকোচনের ফলে তাদের আয়তন কমলেও ভর কমে না, ফলে এরা অনেক সময় নিউট্রন স্টার বা ব্ল্যাকহোলে পরিণত হয়। ব্ল্যাকহোল হলো একটা খুব ছোট বিন্দুতে জমা করা অসীম পরিমাণ ভর। এর মাধ্যাকর্ষণ শক্তি এতই বেশি যে, আলোও এর থেকে বের হতে পারে না। চন্দ্রশেখর লিমিটের মান ক্যালকুলেট করা হয়েছে সৌর ভরের ১.৪ গুণ বা টু পয়েন্ট এইট ইন্টু টেন টু দ্য পাওয়ার থার্টি কেজি। চন্দ্রশেখর তাঁর এই তত্ত্ব প্রমাণের জন্য আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্ব ব্যবহার করেন।

লেখা শেষ করছি। চন্দ্রশেখরের তত্ত্বের ব্যাখ্যা দিতে গিয়ে অনেক সহজ করে লেখার চেষ্টা করেছি, যাতে তা সবাই বুঝতে পারে এবং নির্দিষ্ট কিছু মানুষের পাঠ্য না হয়। কাজেই, হয়তো অনেক কিছুই এসব বিষয়ের বোদ্ধাদের কাছে বেশি সিমপ্লিফাইড মনে হতে পারে। তবে যদি খুব বড় কোনো ভুল বা গড়মিল না পান, তাহলে তা সাধারণ পাঠকদের বুঝার সুবিধার্থে লেখকের ক্ষুদ্র প্রয়াস হিসাবে ধরে নেয়ার আহ্বান জানাবো।

তথ্যসূত্র:
১। উইকিপিডিয়া
২। নোবেল বিজয়ী চন্দ্রশেখরের অটো বায়োগ্রাফি ।