สุพรหมัณยัน จันทรเศขร

สุพรหมัณยัน จันทรเศขรหรือ “จันทรา” (อังกฤษ:Subrahmanyan Chandrasekhar;ออกเสียง;ทมิฬ:சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர்) เป็นนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกันเชื้อสายอินเดีย ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ค.ศ. 1983 พร้อมกับวิลเลียม อัลเฟรด ฟาวเลอร์จากผลงานร่วมกันว่าด้วยโครงสร้างเชิงทฤษฎีและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์สุพรหมัณยัน จันทรเศขรเป็นหลานของจันทรเศขร เวงกฎะ รามัน(นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ค.ศ. 1930)
จันทรเศขรผู้นี้นอกจากมีความสามารถอย่างหาตัวจับยากในด้านวิทยาศาสตร์แล้ว ยังมีความรู้อันลุ่มลึกและกว้างขวางในด้านศิลปะและวรรณคดีด้วย ในด้านวิทยาศาสตร์นั้นเขามีความสามารถอันผสมผสานระหว่างความเข้าใจพื้นฐานด้านแนวคิดทางฟิสิกส์ และความสามารถด้านคณิตศาสตร์เชิงปรากฏการณ์ด้วย
จันทรเศขร เกิดเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม ค.ศ. 1910 ในเมืองลาฮอร์ ปัญจาบบริติชอินเดียในครอบครัวชาวทมิฬเป็นบุตรคนที่สาม จากพี่น้อง 10 คน มารดาชื่อสีตา (นามสกุลเดิม พาลกฤษณัน) บิดาชื่อ สุพรหมัณยะ อัยยาร์ในภาษาสันสกฤต ชื่อ “จันทรเศขร” (จัน-ทระ-เส-ขอน) เป็นพระนามหนึ่งของพระศิวะ หมายถึง ผู้ถือพระจันทร์ และเป็นชื่อที่นิยมใช้ในหมู่ชาวทมิฬ (อย่างไรก็ตาม มีเอกสารบางชิ้นสะกดเป็นอักษรไทยว่า “จันทรสิกขา” ซึ่งไม่ตรงกับการถ่ายอักษรจากภาษาเดิม) สำหรับชื่อเล่น Chandra นั้นอาจถ่ายเป็นอักษรไทยว่า จันทร (จัน-ทระ) แต่เพื่อความสะดวกในการออกเสียงนิยมเขียน “จันทรา” (พระจันทร์ในภาษาอินเดีย ถือเป็นเพศชาย) ที่บ้านของจันทราใช้ภาษาทมิฬเป็นภาษาหลัก บิดาเป็นนักบัญชีในหน่วยงานของรัฐ และเป็นนักไวโอลินสมัครเล่นฝีมือดี ซึ่งได้แต่งตำราหลายเล่มว่าด้วยวิชาดนตรี ส่วนมารดานั้นมีความรู้ด้านวรรณกรรม เคยแปลวรรณกรรมเรื่อง A Doll’s House ของเฮ็นริก อิปเซินเป็นภาษาทมิฬ
ในเบื้องต้น จันทราเรียนกับบิดามารดาที่บ้าน กระทั่งจบชั้นมัธยมต้น เมื่ออายุ 12 ปีและเข้าเรียนมัธยมปลายในโรงเรียนฮินดู เมืองติรุวัลลิกเกณิระหว่าง ค.ศ. 1922 – 1925 ต่อมาได้เข้าศึกษาที่เปรซิเดนซี คอลเลจ (วิทยาลัยในสังกัดของมหาวิทยาลัยมัทราส) ระหว่าง ค.ศ. 1925 – 1930 โดยได้รับปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต (เกียรตินิยม) สาขาฟิสิกส์
เมื่อเดือนมิถุนายน ค.ศ. 1930 จันทรเศขรได้รับทุนจากรัฐบาลให้ไปศึกษาต่อระดับปริญญาโท ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และได้เข้าศึกษาที่ทรินิตีคอลเลจและเป็นนักศึกษาวิจัยของศาสตราจารย์ ราล์ฟ เอช ฟาวเลอร์ และด้วยคำแนะนำของศาสตราจารย์พอล ดิแรกในฐานะส่วนหนึ่งของการศึกษา ทำให้จันทราได้ใช้เวลา 1 ปี ที่สถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎี ในกรุงโคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก และทำให้เขาได้พบกับศาสตราจารย์นิลส์ โปร์ที่นี่
ในช่วงฤดูร้อน ค.ศ. 1933 จันทรเศขรได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และในเดือนตุลาคม เขาได้รับเลือกให้เป็นไพรซ์ เฟลโลชิป ที่ทรีนิตีคอลเลจ ในช่วง ค.ศ. 1933 – 1937ในระหว่างนี้ เขาได้คุ้นเคยกับเซอร์อาร์เธอร์ เอดดิงตันและศาสตราจารย์ อี เอ มิลน์
เดือนกันยายน ค.ศ. 1936 จันทรเศขรกลับไปแต่งงานที่อินเดีย กับลลิตา ทุไรสวามิ ซึ่งเป็นรุ่นน้องเขา 1 ปี ทั้งสองเคยรู้จักกันเมื่อครั้งเรียนที่เปรซิเดนซี คอลเลจ ในเมืองมัทราส ในอัตชีวประวัติโนเบลนั้น จันทรเศขรเขียนไว้ว่า “ความเข้าใจอย่างอดทน การสนับสนุน และกำลังใจจากลลิตา นับเป็นหัวใจหลักในชีวิตข้าพเจ้า”
เดือนธันวาคม ค.ศ. 1936 จันทรเศขรได้ตอบรับเข้าทำงานในมหาวิทยาลัยชิคาโก ในตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์และได้รับตำแหน่ง Morton D. Hull Distinguished Service Professor of Theoretical Astrophysics เมื่อ ค.ศ. 1952 และได้รับการยกย่องเป็นศาสตราจารย์เกียรติคุณ เมื่อ ค.ศ. 1985
จันทรเศขรเคยทำงานที่หอดูดาวเยอร์คีส(Yerkes Observatory) ในเมืองวิลเลียมส์ เบย์ รัฐวิสคอนซิน ซึ่งดำเนินการโดยมหาวิทยาลัยชิคาโกเมื่อองค์การนาซาได้สร้างห้องปฏิบัติการเพื่อการวิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์และอวกาศ(Laboratory for Astrophysics and Space Research หรือ LASR) เมื่อ ค.ศ. 1966 ที่มหาวิทยาลัยแห่งนี้ จันทรเศขรได้ครอบครองพื้นที่หนึ่งในสี่ของสำนักงานบนชั้นที่สอง และได้อาศัยอยู่ห่างจากมหาวิทยาลัยราวหนึ่งไมล์ หลังจากมีการสร้างกลุ่มอาคารที่พักขึ้นเมื่อปลายทศวรรษ 1960
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2จันทรเศขรทำงานที่ห้องปฏิบัติการวิจัยขีปนศาสตร์ ที่เอเบอร์ดีน พรูฟวิง กราวนด์ ในรัฐแมรีแลนด์ขณะอยู่ที่นั่น เขาได้ทำงานเพื่อแก้ปัญหาด้านขีปนศาสตร์เช่น รายงานสองชิ้น ในปี ค.ศ. 1943 เรื่อง On the decay of plane shock waves และ The normal reflection of a blast waveเขามีโอกาสจะได้เข้าร่วมงานกับห้องปฏิบัติการลอส อะลามอส ที่มีชื่อเสียง แต่ความล่าช้าในการตรวจสอบประวัติทำให้ต้องล้มเลิก
ขณะที่จันทราและภรรยาอยู่ในอเมริกา บิดาที่อยู่ในอินเดียคอยหาตำแหน่งงานที่ดีไว้ให้ เพื่อหวังว่าลูกชายจะได้กลับไปบ้านเกิด แต่ในที่สุดจันทราก็ได้สิทธิเป็นพลเมืองของสหรัฐอเมริกาเมื่อ ค.ศ. 1953
ระหว่าง ค.ศ. 1952 – 1971 จันทรเศขรรับหน้าที่เป็นบรรณาธิการบริหารของวารสาร Astrophysical Journal (ApJ)โดยได้ปั้นแต่งจากวารสารท้องถิ่น ให้กลายเป็นวารสารชั้นนำด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในระดับนานาชาติ
จันทรเศขรได้พัฒนารูปแบบการทำงานต่อเนื่องในด้านฟิสิกส์สาขาหนึ่ง ๆ โดยเฉพาะเป็นเวลานาน, ด้วยเหตุนี้ ชีวิตการทำงานของเขาจึงอาจแบ่งได้เป็น 7 ช่วง ดังนี้
เมื่ออยู่ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก จันทราทำหน้าที่เป็นนักวิจัยและอาจารย์ ที่ดูแลเอาใจใส่ลูกศิษย์อย่างใกล้ชิด นับเป็นแบบอย่างที่ดีของนักศึกษา โดยได้ดูแลงานวิจัยระดับปริญญาเอกของนักศึกษากว่า 45 รายตัวอย่างที่ทราบกันดีอย่างหนึ่ง ก็คือ การอุทิศตนในการสอนอย่างดียิ่งในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1940 ที่ต้องขับรถไปกลับกว่า 100 ไมล์ต่อสัปดาห์ เพื่อสอนนักศึกษาเพียงสองคนเท่านั้น และในเวลาไม่นานต่อมา ในปี ค.ศ. 1957 นักศึกษาทั้งชั้น (สองคนนั้น) ก็ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์นั่นคือหลี่เจิ้งเต้า(T.D. Lee;李政道) และหยางเจิ้นหนิง(C.N. Yang;楊振寧)
นอกจากงานด้านวิทยาศาสตร์ จันทรเศขรยังเขียนหนังสือเล่มหนึ่ง เมื่อ ค.ศ. 1987 ว่าด้วยปรัชญาสุนทรียศาสตร์ในวิทยาศาสตร์ เรื่องTruth and Beauty: Aesthetics and Motivations in Scienceและมักจะบรรยายถึงความสัมพันธ์ระหว่างศิลปะและวิทยาศาสตร์อยู่เสมอ
ระหว่าง ค.ศ. 1990 – 1995 จันทรเศขรมุ่งมั่นทำโครงการอย่างหนึ่ง เพื่ออธิบายการอ้างเหตุผลทางเรขาคณิตในPhilosophiae Naturalis Principia Mathematicaของไอแซค นิวตันโดยใช้ภาษาและระเบียบวิธีของแคลคูลัสธรรมดา ความพยายามดังกล่าวปรากฏผลในหนังสือเรื่องNewton's Principia for the Common Readerตีพิมพ์เมื่อ ค.ศ. 1995
จันทรเศขรทำงานในมหาวิทยาลัยชิคาโก ตั้งแต่ ค.ศ. 1937 โดยเบื้องต้นได้ทำงานที่หอดูดาวเยอร์คีส และต่อมาได้ทำงานที่สถาบันวิจัยเฟอร์มี กระทั่งถึงแก่กรรมด้วยภาวะหัวใจล้มเหลว เมื่อ ค.ศ. 1995 ขณะอายุ 84 ปี
ความสำเร็จที่มีชื่อเสียงมากที่สุดของจันทรเศขร คือขีดจำกัดจันทรเศขร(Chandrasekhar limit) หรือมวลจันทรเศขร(Chandrashekhar mass) โดยค่าดังกล่าว คือมวลที่มากที่สุดที่เป็นไปได้ของดาวแคระขาวคือประมาณ 1.44 เท่าของมวลดวงอาทิตย์หรือเทียบเท่า, และเป็นมวลน้อยที่สุดที่ในที่สุดดาวฤกษ์จะกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำภายหลังจากเกิดซูเปอร์โนวาจันทรเศขรคำนวณค่าดังกล่าวเป็นครั้งแรก เมื่อ ค.ศ. 1930 ในช่วงที่เขาเดินทางครั้งแรกไปยังเคมบริดจ์เพื่อศึกษาต่อ
ในครั้งแรกที่จันทราเสนอเรื่องนี้ในช่วงที่อยู่ในทรีนิตีคอลเลจ ช่วงทศวรรษ 1930 เขาถูกคัดค้านอย่างรุนแรงจากอาร์เธอร์ เอดดิงตันซึ่งทำให้จันทราท้อแท้อย่างมาก เนื่องจากไม่มีนักฟิสิกส์ที่น่าเชื่อถือคนใดในยุโรปมาช่วยแก้ต่างให้เขา กรณีดังกล่าวสร้างความขมขื่นแก่จันทราเป็นอย่างยิ่ง และรายงานดังกล่าวของจันทราไม่ได้รับการรับรองเพื่อให้ราชสมาคมตีพิมพ์ เขาจึงส่งไปตีพิมพ์ใน Astrophysical Journal ในอเมริกา และตีพิมพ์เมื่อเดือนมีนาคม 1931 และไม่นานต่อมา ขีดจำกัดจันทรเศขร ก็เป็นที่ยอมรับในแวดวงฟิสิกส์ดาราศาสตร์
จันทราเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ขยันและมุ่งมั่น เมื่อสิ้นสุดการศึกษาแต่ละช่วง ก็ได้รวบรวมแนวคิดและทฤษฎีมาตีพิมพ์เป็นเล่ม เพื่อให้อนุชนรุ่นหลังได้ศึกษา จันทรานั้นแต่งตำราเอาไว้ไม่มากนัก แต่ก็มียอดขายสูงนับแสนเล่ม โดยหนังสือแต่ละเล่มมีความหนาไม่น้อยเลย สำหรับเล่มสุดท้าย (ตีพิมพ์ก่อนถึงแก่กรรมเพียง 2 เดือน) มีความหนาถึง 600 กว่าหน้า
จันทรเศขรได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เมื่อ ค.ศ. 1983 จากการศึกษากระบวนการทางฟิสิกส์ที่สำคัญต่อโครงสร้างและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์จันทรเศขรยอมรับเกียรติดังกล่าว แต่เสียใจที่มีการอ้างถึงเฉพาะผลงานเฉพาะช่วงแรกของชีวิต โดยมองว่าไม่เห็นความสำคัญของความสำเร็จตลอดชีวิตของเขา
นอกจากนี้เขายังได้รับปริญญากิตติมศักดิ์ 20 ปริญญา และได้รับเลือกเป็นสมาชิกสมาคมวิชาการ 21 แห่งรวมทั้งได้รับรางวัลอื่น ๆ อีกมากนอกเหนือจากรางวัลโนเบล เช่น เหรียญทองจากราชสมาคมดาราศาสตร์แห่งลอนดอน,รางวัลรัมฟอร์ดแห่งสำนักศิลปะและวิทยาศาสตร์แห่งอเมริกา,เหรียญพระราชทานจากราชสมาคมแห่งอังกฤษ, เหรียญแห่งชาติด้านวิทยาศาสตร์,และเหรียญเฮนรี เดรเปอร์ แห่งสำนักวิทยาศาสตร์แห่งชาติเป็นต้น
เมื่อ ค.ศ. 1999 องค์การบริหารการบินและอวกาศ (นาซ่า) ตั้งชื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศแห่งที่สาม จากหอดูดาวอวกาศขนาดใหญ่4 แห่ง จากการประกวดตั้งชื่อกว่า 6,000 ชื่อ จาก 50 รัฐ และ 61 ประเทศ โดยใช้ชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทรา(Chandra X-ray Observatory) ซึ่งถูกส่งและปล่อยจากกระสวยอวกาศโคลัมเบีย เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม ค.ศ. 1999
จันทราได้รับรางวัล “ปัทมะ วิภูษัณ” นำหน้าชื่อ เป็น “ปัทมะ วิภูษัณ สุพรหมัณยัน จันทรเศขร” อันเป็นรางวัลการยกย่องให้เกียรติอย่างสูงเป็นอันดับสองที่มอบแก่พลเรือนอินเดีย (รองจากรางวัล “ภรต รัตนะ”) มอบให้แก่ผู้ทำคุณงามความดีแก่ประเทศชาติ เขาได้รับรางวัลนี้ในปี ค.ศ. 1968 จากสาขาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ผู้ได้รับรางวัลคนแรกคือสัตเยนทร นาถ โพส(Satyendra Nath Bose)
เลขจันทรเศขร(Chandrasekhar number) เป็นปริมาณไร้มิติของอุทกพลศาสตร์เชิงแม่เหล็ก(Magnetohydrodynamics) ก็ตั้งตามชื่อของเขา นอกจากนี้ยังมีการตั้งชื่อให้กับดาวเคราะห์น้อยขนาด 34 กิโลเมตรว่า “ดาวเคราะห์น้อย 1958 จันทรา” (1958 Chandra)
ดาวแคระขาวนั้นเป็นดาวฤกษ์ (อย่างดวงอาทิตย์ของเรา) ที่มีวิวัฒนาการขั้นสูงสุด โดยอาจมีรัศมีมากกว่าเดิมนับร้อย ๆ เท่า ในขั้นนี้อะตอมบนผิวหน้าจะไม่มีความถ่วงที่สูงพอจะยึดเอาไว้ แต่ยังมีแรงดันที่เข้มแผ่ออกมาจากภายใน อะตอมบางส่วน โดยเฉพาะไฮโดรเจนจะพุ่งออกมา และมวลของดาวดวงนั้นจะค่อย ๆ ลดลง จากทฤษฎีแสดงว่าดาวที่มีมวลถึง 8 เท่าของดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลไปในลักษณะเช่นนี้ และลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดจันทรเศขร
ขีดจำกัดนี้มีผลต่อดาวที่มีมวลมากกว่า 8 เท่าของดวงอาทิตย์ด้วย สสารในแกนกลางของมันจะกลายเป็นเหล็กด้วยปฏิกิริยานิวเคลียร์ ถึงจุดนี้จะไม่มีพลังงานนิวเคลียร์อีกต่อไป เช่นเดียวกับในดาวแคระขาว เมื่อแกนเหล็กมีมวลเท่ากับมวลจันทรเศขร มันจะยุบเป็นดาวนิวตรอน และส่วนที่เหลือจะถูกผลักออกไป กลายเป็นซูเปอร์โนวาชนิด II ดาวแคระขาวบางแบบจะดึงสสารเข้ามาจากภายนอก และเมื่อมวลมากเท่ากับขีดจำกัดจันทรเศขร มันจะกลายเป็นซูเปอร์โนวาเช่นกัน ในกรณีนี้เรียกว่าซูเปอร์โนวาชนิด Ia
การค้นพบนี้นับเป็นพื้นฐานของฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่ เนื่องจากแสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงกว่าดวงอาทิตย์ของเรามาก ๆ จะต้องระเบิด หรือไม่ก็กลายเป็นหลุมดำ
นอกจากนี้ยังมีรายงานวิชาการอีกเป็นจำนวนมาก โดยตีพิมพ์ในวารสารวิชาการด้านดาราศาสตร์ ทั้งในสหรัฐอเมริกา และประเทศอื่น ๆ ในยุโรป