โนเบล 1983: จันทรเศขรกับฟาวเลอร์ ชีวิตและความตายของดาว
Nobel Prize 1983: Chandrasekhar and Fowler
อัปเดตล่าสุด
รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี ค.ศ. 1983 มอบให้สองนักวิทยาศาสตร์ที่ไขความลับของดาวฤกษ์คนละด้าน คนหนึ่งค้นพบว่าดาวแคระขาวมีมวลสูงสุด อีกคนอธิบายว่าธาตุต่าง ๆ ถูกสร้างขึ้นในดาวได้อย่างไร
รางวัลครึ่งหนึ่งมอบให้ สุพราหมัณยัน จันทรเศขร "สำหรับการศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับกระบวนการทางฟิสิกส์ที่สำคัญต่อโครงสร้างและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์" อีกครึ่งมอบให้ วิลเลียม ฟาวเลอร์ "สำหรับการศึกษาเชิงทฤษฎีและการทดลองเกี่ยวกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่สำคัญต่อการกำเนิดธาตุเคมีในเอกภพ"
จันทรเศขร: ขีดจำกัดของดาวแคระขาว
จันทรเศขรเกิดที่เมืองลาฮอร์ในอินเดียสมัยอาณานิคม (ปัจจุบันอยู่ในปากีสถาน) ในปี ค.ศ. 1930 ขณะอายุ 19 ปี ระหว่างนั่งเรือไปศึกษาต่อที่อังกฤษ เขาคำนวณโครงสร้างของดาวแคระขาวโดยรวมสัมพัทธภาพพิเศษเข้ากับกลศาสตร์ควอนตัม และพบว่ามวลของดาวแคระขาวไม่สามารถเกินค่าหนึ่งได้ คือราว 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
แกนดาวที่หนักกว่านี้ต้องยุบตัวต่อไปเป็นสิ่งที่อัดแน่นกว่า ซึ่งภายหลังรู้ว่าคือดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ
ในปี ค.ศ. 1935 เมื่อจันทรเศขรนำเสนอผลงานต่อราชสมาคมดาราศาสตร์ อาร์เทอร์ เอดดิงตัน ผู้ทรงอิทธิพลที่สุดในวงการดาราศาสตร์ยุคนั้น ลุกขึ้นโต้แย้งต่อหน้าที่ประชุมว่าธรรมชาติคงไม่ปล่อยให้ดาวทำตัวไร้สาระแบบนั้น ความเห็นของเอดดิงตันทำให้งานของจันทรเศขรถูกมองข้ามไปหลายปี จันทรเศขรย้ายไปมหาวิทยาลัยชิคาโก และทำงานสำคัญในอีกหลายสาขา ตั้งแต่พลศาสตร์ของดาว การแผ่รังสีในบรรยากาศดาว จนถึงทฤษฎีคณิตศาสตร์ของหลุมดำ กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทราของ NASA ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา
ฟาวเลอร์: โรงงานธาตุในดาวฤกษ์
ฟาวเลอร์เป็นนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย เขาวัดอัตราของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดในดาวด้วยเครื่องเร่งอนุภาคในห้องทดลอง ในปี ค.ศ. 1953 เฟรด ฮอยล์ ทำนายว่านิวเคลียสคาร์บอน-12 ต้องมีระดับพลังงานพิเศษระดับหนึ่ง ไม่เช่นนั้นกระบวนการทริปเปิลแอลฟาจะช้าเกินไปจนเอกภพไม่มีคาร์บอนมากอย่างที่เห็น ทีมของฟาวเลอร์ตรวจสอบและพบระดับพลังงานนั้นจริง
ในปี ค.ศ. 1957 ฟาวเลอร์ร่วมกับ มาร์กาเร็ต เบอร์บิดจ์ เจฟฟรีย์ เบอร์บิดจ์ และฮอยล์ ตีพิมพ์บทความที่เรียกกันตามอักษรย่อว่า B2FH ซึ่งอธิบายอย่างเป็นระบบว่าธาตุแต่ละกลุ่มถูกสร้างขึ้นในดาวด้วยกระบวนการใด ตั้งแต่การหลอมไฮโดรเจนจนถึงการจับนิวตรอนแบบช้าและแบบเร็ว บทความนี้ยังเป็นรากฐานของการศึกษากำเนิดธาตุจนถึงทุกวันนี้ ฮอยล์ไม่ได้รับรางวัลโนเบลร่วมด้วย ซึ่งเป็นที่วิจารณ์กันมาก
คำศัพท์ในบทความนี้
- Subrahmanyan Chandrasekharสุพรหมัณยัน จันทรเศขร
- William Fowlerวิลเลียม ฟาวเลอร์
- Chandrasekhar limitขีดจำกัดจันทรเศขร
- white dwarfดาวแคระขาว
- nucleosynthesisการสังเคราะห์นิวเคลียส
- triple-alpha processกระบวนการทริปเปิลแอลฟา
บทความที่เกี่ยวข้อง
- ความดันดีเจนเนอเรซีและขีดจำกัดจันทรเศขรเมื่อดาวหมดเชื้อเพลิงและเย็นลง ความดันจากความร้อนไม่มีอีกแล้ว สิ่งที่ยังค้ำดาวแคระขาวไว้ได้คือกฎของกลศาสตร์ควอนตัมที่ห้ามอิเล็กตรอนเบียดกันอยู่ในสถานะเดียวกัน แต่แรงค้ำนี้ก็มีขีดจำกัด
- ธาตุต่าง ๆ มาจากไหนไฮโดรเจนในน้ำที่เราดื่มเกิดในบิกแบง คาร์บอนในร่างกายเกิดในดาวฤกษ์ ทองคำในแหวนอาจเกิดจากการชนกันของดาวนิวตรอน บทความนี้ไล่ดูว่าธาตุแต่ละชนิดในตารางธาตุถูกสร้างขึ้นที่ไหนและอย่างไร
- ดาวแคระขาวซากของดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ มวลราวดวงอาทิตย์อัดอยู่ในขนาดราวโลก ช้อนชาเดียวหนักเป็นตัน
- วิวัฒนาการของดาวฤกษ์ดาวฤกษ์เกิด เติบโต และตาย มวลตั้งต้นเป็นตัวกำหนดเกือบทุกอย่าง ตั้งแต่อายุขัยไปจนถึงซากที่เหลือ
- รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์กับดาราศาสตร์รวมรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ที่มอบให้การค้นพบทางดาราศาสตร์ ตั้งแต่รังสีคอสมิกในปี ค.ศ. 1936 ไปจนถึงนิวทริโนพลังงานสูงจากนอกทางช้างเผือกในปี ค.ศ. 2026 พร้อมเรื่องเบื้องหลังของรางวัล