Бодался Чандра с сэром Артуром

Виталий Мацарский
«Троицкий вариант» №20(214), 4 октября 2016 года

Виталий Мацарский

Летом 1930 года из Индии в Англию плыл молодой выпускник Мадрасского университета Субраманьян Чандрасекар, получивший стипендию для подготовки диссертации в Кембридже. Путешествие было долгим, так что у Чандрасекара было достаточно времени для решения давно занимавшей его задачи — как будет вести себя звезда по мере выгорания ее топлива. Пока звезда жива, излучение может противостоять стремящейся сжать ее силе тяготения, но стоит ядерным реакциям прекратиться, как давление излучения исчезает, и звезда оказывается полностью во власти тяготения. Какая судьба ее ждет?

Умело применив свои познания в специальной теории относительности и квантовой статистике, Чандрасекар установил знаменитый предел, позже названный его именем, — верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик (сейчас считается, что это 1,44 массы Солнца). Когда предел превышен, светило ждет судьба нейтронной звезды. Звёзды гораздо большей массы, как известно теперь, превращаются в черные дыры. Но черными дырами в то время Чандрасекар не занимался — еще не пришло их время.

Субраманьян Чандрасекар

Кстати, познания в квантовой статистике он вполне мог почерпнуть у своего знаменитого дяди — физика Чандрасекара Венката Рамана. Пока молодой человек плыл в Англию, Нобелевский комитет собирал бумаги для присуждения его дяде премии за 1930 год, так что вскоре после прибытия в Кембридж Чандрасекар стал племянником нобелевского лауреата. Поучительную историю о том, почему за сделанное Раманом открытие не получили премию установившие тот же эффект советские физики Григорий Ландсберг и Леонид Мандельштам, можно найти в интересной статье В.Л. Гинзбурга и И.Л. Фабелинского [1]. Очень рекомендую с ней познакомиться, весьма познавательно для будущих нобелевских лауреатов.

В Кембридже Чандрасекар продолжал активно развивать свои идеи и близко познакомился с великим Артуром Эддингтоном, который часто заходил к нему в кабинет, да нередко они и обедали вместе, а также установил хороший контакт с другим выдающимся астрофизиком — профессором Эдвардом Милном. К несчастью, у Эддингтона возник научный конфликт с Милном, и как раз по поводу белых карликов и нейтронных звезд. Суть конфликта сейчас уже не важна, но о накале страстей можно судить по одному из высказываний Эддингтона: «Я не читал последней статьи профессора Милна, потому как не думаю, что в этом есть нужда. Абсурдно было бы полагать, что у профессора Милна есть хотя бы микроскопический шанс оказаться правым».

Характер у сэра Артура был, видно, не сахар. Коллеги побаивались его суровой, хотя и не всегда справедливой критики. Джеймс Джинс, тот самый, именем которого назван закон Рэлея—Джинса, однажды в отчаянии послал открытое письмо в журнал Observatory, где в конце писал: «Хочу заверить профессора Эддингтона, что мне доставило бы огромное удовольствие, если бы он положил конец нашим давним раздорам и перестал злобно и беспричинно нападать на мои статьи, а также если бы он стал должным образом ссылаться на мои полезные для него работы».

Артур Стэнли Эддингтон

А крупный кембриджский математик Годфри Харди вспоминал, как он однажды увидел Эддингтона на бегах и спросил, делает ли тот ставки. Сэр Артур признался, что однажды он поставил на лошадь, поскольку не мог удержаться от соблазна, так как ее звали Джинс. «Ну и что, она выиграла?» «Нет», — ответил Эддингтон со своей характерной саркастической улыбкой.

На беду Чандрасекара, полученные им результаты свидетельствовали и в пользу гипотезы Эддингтона, и в пользу гипотезы Милна. В итоге он оказался меж двух огней — то, что какие-то его выводы доказывали их правоту, оппоненты считали само собой разумеющимся, а вот то, что другие подтверждали точку зрения соперника, вызывало неприятие у того и у другого. Молодой аспирант очутился между молотом и наковальней. Но он не сомневался в правильности своих рассуждений и полученных результатов, а потому решил представить их на суд Королевского астрономического общества.

Заседание, на котором Чандрасекар собирался выступить с докладом, было намечено на январь 1935 года, и, получив его программу, он был удивлен, увидев, что сразу после него на аналогичную тему будет выступать Эддингтон. Они виделись почти каждый день, но Эддингтон ни словом не обмолвился о теме своего доклада, а на прямой вопрос Чандрасекара ответил, что это сюрприз. Забыть об этом сюрпризе индийский физик не мог даже 50 лет спустя.

После обстоятельного доклада Чандрасекара (по просьбе сэра Артура ему дали полчаса вместо обычных 15 минут) Эддингтон постарался не оставить от его выводов камня на камне. Он фактически высмеял «предел Чандрасекара» (хотя он тогда еще так не назывался) и, не имея весомых аргументов, просто провозгласил: «Я не знаю, удастся ли мне уйти с этого заседания живым, но я утверждаю, что такой вещи, как релятивистски вырожденный электронный газ, не существует». (Именно на его существовании строилась вся аргументация Чандрасекара.) О пределе, при достижении которого звезда могла превратиться либо в нейтронную звезду, либо в белый карлик, он отозвался так: «Со звездой может случиться много чего, но никак не это. Я полагаю, что должен быть общий закон природы, который запрещал бы звезде вести себя столь абсурдным образом! Формула Чандрасекара вытекает из объединения релятивистской механики с нерелятивистской квантовой теорией. Мне такой союз представляется греховным».

Чандрасекар был раздавлен. Один из его кумиров, прекрасно знавший о его результатах, видевшийся с ним чуть ли не каждый день, ничего не сказал ему приватно, а решил изничтожить его публично, на глазах у всех членов Королевского астрономического общества. Удар был силен и ниже пояса. Авторитет Эддингтона был настолько велик, что какой-то молодой аспирант никак не мог надеяться победить его. Но Чандрасекар решил не сдаваться.

Нужен был кто-то из известных ученых, кто мог бы проверить его уравнения и либо указать на ошибку, либо подтвердить его правоту. Одного слова Нильса Бора, или Вольфганга Паули, или Поля Дирака было бы достаточно, чтобы оправдать и обелить молодого аспиранта в глазах коллег. Чандра тут же отправил письмо своему давнему знакомому, известному физику, ассистенту Бора Леону Розенфельду с просьбой показать его выкладки мэтру. Розенфельд вскоре ответил, посетовав на занятость Бора, который не мог сам ответить на письмо — но заверил, что не нашел никаких ошибок в выводах Чандрасекара и совершенно не понял возражений Эддингтона.

Всё это весьма ободрило молодого аспиранта, но поддержка его выводов приводилась в частном письме, а ему требовалось нечто большее. Он послал Розенфельду оттиски статей Эддингтона с критикой его работ, ожидая каких-то публичных критических отзывов. Однако Розенфельд посоветовал ему не ввязываться в публичную конфронтацию с Эддингтоном, намекая, что это может повредить Чандрасекару, несмотря на его правоту. По поводу работ Эддингтона Розенфельд написал: «Я отважно перечитал статьи Эддингтона дважды, и мое прежнее мнение нисколько не изменилось — это полнейшая чушь». Тем не менее ни Бор, ни Розенфельд, ни Паули (который тоже ознакомился с работой Чандрасекара и с возражениями Эддингтона и взял сторону молодого аспиранта) не были склонны выступать с публичными опровержениями взглядов лидера британских астрономов. Они отговаривались тем, что речь идет об астрофизике, а они в ней, мол, не специалисты, так что высказываться по этому поводу им не пристало.

Интересно и более позднее высказывание другого известного английского астрофизика и космолога Уильяма Маккри: «Мне стыдно, что я не постарался докопаться до сути аргументации Эддингтона. Если бы это был не Эддингтон, а кто-то другой, я бы, несомненно, попытался разобраться подробнее». Видимо, так же под влиянием авторитета великого англичанина рассуждали и другие. Вечером того же злополучного дня Чандра ужинал вместе с одним из кембриджских астрономов, присутствовавшим на его докладе. Ужин прошел в полном молчании. Старший коллега ни одним словом, ни одним жестом не ободрил молодого аспиранта, давая понять, что об ошибках лучше не вспоминать. А Милн, которого Чандра вскоре провожал на вокзал, был в восторге. Аргументация Эддингтона, в справедливости которой он не сомневался, неявно подтверждала правоту его собственных идей. У Милна тоже не нашлось слов ободрения для ошеломленного и раздавленного Чандры. Такой удар в самом начале карьеры! [2]

В этой ситуации Чандрасекар рассудил так: «Либо до конца дней я должен буду биться, отстаивая свою правоту, либо сменю область исследований. Я решил — напишу книгу с изложением своих результатов и займусь чем-нибудь другим». Так он и поступил. Книга была опубликована вскоре после защиты диссертации [3].

Рентгеновское эхо от мощной вспышки микроквазара Циркуль X-1 (Circinus X-1). Снимок космической обсерватории «Чандра»

Несмотря на этот неожиданный и малоприятный инцидент, сэр Артур и Чандра продолжали поддерживать хорошие отношения. Похоже, Эддингтон не видел в своем поведении ничего особенного, следуя древнему кредо: Amicus Plato, sed magis amica veritas. Они изредка встречались, а после переезда Чандрасекара в Штаты в 1937 году переписывались вплоть до кончины Эддингтона в 1944 году. Письма Эддингтона проникнуты теплотой и юмором. Чандра отвечал ему тем же и до конца жизни отзывался о сэре Артуре как о крупнейшем ученом и порядочном человеке [4].

В 1983 году, спустя почти пятьдесят лет после сделанного им открытия, Субраманьяну Чандрасекару была присуждена Нобелевская премия по физике за теорию эволюции массивных звезд. В 1995 году он скончался. Спустя четыре года NASA вывела на орбиту космическую рентгеновскую обсерваторию его имени. Рассчитанная на работу в течение пяти лет, она проработала больше пятнадцати. Благодаря ей были получены данные, подтверждавшие многие теоретические результаты Чандрасекара [5].

Как тут не вспомнить высказывание Эйнштейна: «Слепая вера в авторитеты — главный враг истины».

1. Гинзбург В. Л., Фабелинский И. Л. Еще раз к истории открытия комбинационного рассеяния света // Трибуна «Успехов физических наук». №16.

2. Kamershwar C. Wali, Chandrasekhar vs. Eddington — an unticipated confrontation // Phys. Today. 1982. 35 (10). P. 33.

3. Chandrasekhar S. An Introduction to the Study of Stellar Structure. New York, Dover, 1939.

4. Chandrasekhar S., Eddington. The most distinguished astrophysicist of his time. Cambridge University Press, 1983.

5. Официальный сайт Космической рентгеновской обсерватории «Чандра».