Page 19

Satyendra Nath Bose

Priyamvada Natarajan

Srinivasa Ramanujan

Bose blev ophavsmand til en hel gren af den moderne fysik, og skønt han aldrig blev tildelt en Nobelpris, er hans navn udødeliggjort

Delhis nattehimmel lagde fundamentet for Priyamvada Natarajans karriere som kortlægger af det ukendte: mørkt stof og sorte huller

Den indiske matematiker Ramanujans geni flammede op, mens Vesten stod i brand. Men hans korte liv efterlod os en uvurderlig matematisk arv

I

sommeren 1924, to år efter han havde modtaget Nobelprisen i fysik, modtog Albert Einstein et brev. Afsenderen var en 30-årig indisk docent fra universitetet i Dhaka, Satyendra Nath Bose (1894-1974), og artiklen beskrev en ny, dristig måde at udlede Plancks strålingslov. Strålingsloven angiver frekvensspektret i varmestrålingen fra et legeme med en given temperatur. Max Planck havde i 1900 tilpasset en klassisk strålingslov til nye, afvigende målinger ved at antage, at energien kun blev udstrålet i diskrete pakker, såkaldte kvanter. Bose havde forgæves forsøgt at få sin alternative tilgang offentliggjort og bad om Einsteins hjælp: »Selv om jeg er en fuldstændig fremmed for Dem, tøver jeg ikke med at komme med en sådan anmodning. Vi er alle Deres elever, selv om vi kun nyder godt af Deres lære gennem Deres skriftlige arbejde,« skrev Bose. Helt fremmed var Bose nu ikke. Få år forinden havde han fået tilladelse til at oversætte Einsteins banebrydende artikel om den generelle relativitetsteori fra tysk til engelsk for at kunne bruge den i sin undervisning. Skønt uddannet på Calcutta University, et af landets bedste, var Bose nærmest selvlært i kvantefysik og relativitetsteori. Den nyere forskning og teoridannelse var svært tilgængeligt, dels på grund af Første Verdenskrig, dels fordi de førende tidsskrifter var tysk- eller fransksprogede. Einstein så straks det geniale i Boses arbejde, oversatte selv artiklen til tysk og sørgede for, at den blev publiceret i det anerkendte Zeitschrift für Physik. Hvis man slår plat og krone med to mønter, er der fire forskellige udfald: plat-plat, krone-krone. platkrone og krone-plat. Men hvis vi forestiller os, at mønterne er fuldstændigt uskelnelige (som en slags sammenhængende dobbeltmønt) vil der kun være tre muligheder: Begge plat, begge krone, forskellige. Bose indså, at akkurat sådan forholder det sig med lyspartikler; at de er uskelnelige. Boses nye måde at tælle lyspartikler eller fotoner på blev grundlaget for den teori, han skulle videreudvikle sammen med Einstein til det, vi i dag benævner Bose-Einstein-statistik. Forbindelsen til Einstein åbnede døre for Bose. Han tilbragte et par år i Europa, hvor han samarbejdede med Einstein og Marie Curie, hvorefter han vendte hjem til et professorat i Dhaka (i dag i Bangladesh) og senere, efter Indiens deling i 1947, i Kolkata. Han dedikerede en del af sin tid til at oversætte videnskabelige artikler til bengali. Bose fik aldrig selv en Nobelpris. Men man kan med en vis ret hævde, at halvdelen af universet er opkaldt efter ham: Den klasse af elementarpartikler, der ligesom fotoner er underkastet Bose-Einsteinstatistikken, heriblandt den berømte Higgs-partikel, benævnes i dag bosoner. nca@information.dk

E

fter eget udsagn forelskede Priyamvada (1969-) sig i videnskab, da hun som femårig for første gang så nattehimlen over Delhi gennem et teleskop og opdagede, at der var noget derude, man ikke kunne begribe. Som 12-årig kodede hun et dynamisk stjernekort over nattehimlen til Nehru Planetariet i Delhi. Efter gymnasiet i Delhi fulgte matematik- og fysikstudier ved MIT i USA og en ph.d. i astrofysik ved Cambridge University i England, hvilket var usædvanligt for en ung hindukvinde i slut-80’erne. I dag er hun professor i astrofysik ved Yale University i USA, hvor hun forsker i det ultimativt ukendte: sorte huller og mørkt stof. Sorte huller er objekter i universet, hvor materien er så koncentreret, at ikke engang lys kan undslippe tyngdefeltet. Man kan altså ikke direkte observere sorte huller, og længe var de også bare teoretiske muligheder forudsagt af Einsteins relativitetsteori. Men sorte huller påvirker omgivelserne, suger stof til sig og forvrænger rummet omkring sig. Det kan man måle, og derfor ved vi, at i midten af alle galakser, inklusive vores egen Mælkevej, er der et sort hul. Mørkt stof er om muligt endnu mere uhåndgribeligt end sorte huller. Det udgør 85 procent af al materie i universet, men da det ikke vekselvirker med noget andet stof, ved vi ikke, hvad det består af. Vi ved kun, at dets eksistens er nødvendigt for at holde sammen på de roterende galakser, vi kan iagttage. Professor Natarajans videnskabelige resultater omfatter beregninger af supermassive sorte hullers livscyklus, herunder opdagelsen af en øvre grænse for sorte hullers masse. Hun har bidraget til at kortlægge fordeling af mørkt stof i galakser og galaksehobe ved at studere, hvordan det usynlige stof bøjer det lys, der når os fra de allerfjerneste objekter i universet. Ud over den grundvidenskabelige indsats har Priya Natarajan også populariseret sit fag i bogen Mapping the Heavens (2016), hvor hun opruller kosmologiens historiske udvikling og viser, hvordan nye ideer må kæmpe mod gamle verdensbilleder og fastlåste forestillinger, før de vinder gehør. Sidstnævnte har hun også selv inde på livet som forkæmper for kvinders ligeberettigelse i naturvidenskaben. Hun stod i spidsen for Womens Faculty Forum på Yale i årene 2011-2013, og hun er til stadighed en benyttet taler både om astrofysik og kvinders vilkår i videnskaben. I et interview med Quartz sidste år sagde hun: »Jeg har følt mig som en outsider som kvindelig fysiker, som en person med brede og varierede intellektuelle interesser i et erhverv, der har en tendens til at hylde en bestemt form for snævert defineret ekspertise, og som en kvinde, der har truffet det personlige valg ikke at få børn.«

E

r matematikkens formler og regler noget, vi opfinder til at støtte os i at forstå og beherske verden? Eller er matematikken naturens eget sprog, som vi langsomt opdager og tilegner os? Det er et spørgsmål, som filosoffer har tumlet med i århundreder. For det autodidakte, indiske matematikgeni Srinivasa Ramanujan (1887-1920) var der ingen tvivl. Han greb formler og ligninger ud af den tynde luft og noterede dem i sin notesbog. Han læste naturens matematiske sprog som sit eget modersmål. »En formel giver ikke mening for mig,« skal han have sagt, »medmindre den udtrykker Guds tanker.« I skolen var matematik hans altopslugende interesse, og han forsømte alle andre fag. Efter skolen kunne han derfor ikke forfølge en akademisk karriere og måtte tage et kontorjob hos havnemyndighederne i Chennai. Han fandt dog en støtte i sekretæren for det indiske matematikforbund, Ramachandra Rao, og på hans opfordring skrev Ramanujan til forskellige britiske matematikere. Få gav sig tid til at svare, men G.H. Hardy, som var professor ved Trinity College i Cambridge, inviterede Ramanujan til England. Besøget kom i stand i foråret 1913, og de næste år gjorde Hardy og Ramanujan monumentale fremskridt inden for matematisk analyse, talteori, uendelige rækker og kædebrøker. Den dybt religiøse Ramanujan bidrog med sin intuition og overmenneskelige indsigt, ateisten Hardy med bevisførelse og matematisk stringens. »Hvert positivt tal var en af Ramanujans personlige venner,« sagde Cambridge-kollegaen J.E. Littlewood om ham. Opholdet var dog ikke let. Ramanujan havde et svagt helbred, og det våde og kolde britiske vejr var til ingen hjælp. Og som vegetar i de udkogte grønsagers hjemland kæmpede Ramanujan også med at få en sund og nærende kost. Udbruddet af Første Verdenskrig i 1914 gjorde det vanskeligt at opretholde forbindelsen med hjemlandet, og mange af hans britiske kolleger så med skepsis på den aparte orientaler med det ubestridelige talent. Efter krigen blev Ramanujan dog som den første inder tildelt medlemskab af det prestigefyldte Royal Society. Da hans helbred i begyndelsen af 1919 så ud til at være forbedret en anelse, vendte Ramanujan tilbage til Indien. Men han døde året efter. En samling noter, som siden Ramanujans død havde været anset for tabte, dukkede pludselig op i 1976. De indeholdt nogle af hans sidste arbejder og føjede nye længder til hans bedrifter. Ramanujans arv er ikke allemandseje. Hans domæne var abstrakt talteori, og han udviklede i sit korte liv næsten 4.000 formler og matematiske udtryk, hvoraf mange i dag er uundværlige byggesten og værktøj både i den formelle matematik, i kvantefysik og i kosmologi.

nca@information.dk nca@information.dk

VIDENSKAPLØB LØRDAG 20. APRIL 2019

19

Profile for iBUREAUET

Videnskapløb (Ph.d. Cup) 2019  

Videnskapløb (Ph.d. Cup) 2019  

Advertisement