Subrahmanyan Chandrasekhar

Subrahmanyan Chandrasekhar FRS ()Punjabi pronunciation; 19 de octubre de 1910 – 21 de agosto de 1995) fue un físico teórico indio-americano que pasó su vida profesional en los Estados Unidos. Comparte el Premio Nobel de Física de 1983 con William A. Fowler por "...estudios teóricos de los procesos físicos de importancia para la estructura y evolución de las estrellas". Su tratamiento matemático de la evolución estelar produjo muchos de los modelos teóricos actuales de las etapas evolutivas posteriores de estrellas masivas y agujeros negros. Muchos conceptos, instituciones e invenciones, incluyendo el límite Chandrasekhar y el Observatorio Chandra X-Ray, son nombrados por él.

Chandrasekhar trabajó en una amplia variedad de problemas de física durante su vida, contribuyendo a la comprensión contemporánea de la estructura estelar, las enanas blancas, la dinámica estelar, el proceso estocástico, la transferencia radiativa, la teoría cuántica del anión de hidrógeno, la estabilidad hidrodinámica e hidromagnética., turbulencia, equilibrio y estabilidad de figuras elipsoidales de equilibrio, relatividad general, teoría matemática de agujeros negros y teoría de colisión de ondas gravitacionales. En la Universidad de Cambridge, desarrolló un modelo teórico que explicaba la estructura de las estrellas enanas blancas que tenía en cuenta la variación relativista de la masa con las velocidades de los electrones que componen su materia degenerada. Demostró que la masa de una enana blanca no podía exceder 1,44 veces la del Sol, el límite de Chandrasekhar. Chandrasekhar revisó los modelos de dinámica estelar delineados por primera vez por Jan Oort y otros al considerar los efectos de los campos gravitatorios fluctuantes dentro de la Vía Láctea en las estrellas que giran alrededor del centro galáctico. Su solución a este complejo problema dinámico involucró un conjunto de veinte ecuaciones diferenciales parciales, que describen una nueva cantidad que denominó "fricción dinámica", que tiene el efecto dual de desacelerar la estrella y ayudar a estabilizar los cúmulos de estrellas. Chandrasekhar extendió este análisis al medio interestelar, mostrando que las nubes de gas y polvo galáctico se distribuyen de manera muy desigual.

Chandrasekhar estudió en Presidency College, Madras (ahora Chennai) y en la Universidad de Cambridge. Profesor durante mucho tiempo en la Universidad de Chicago, realizó algunos de sus estudios en el Observatorio Yerkes y se desempeñó como editor de The Astrophysical Journal de 1952 a 1971. Formó parte de la facultad de Chicago desde 1937 hasta su muerte en 1995 a la edad de 84 años, y fue el Profesor de Astrofísica Teórica del Servicio Distinguido de Morton D. Hull.

Vida temprana y educación

Chandrasekhar nació en Lahore el 19 de octubre de 1910 del Raj británico (actual Pakistán) en una familia de brahmanes tamiles, hijo de Sita Balakrishnan (1891-1931) y Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar (1885-1960), que estaba destinado en Lahore. como Auditor General Adjunto de los Ferrocarriles del Noroeste en el momento del nacimiento de Chandrasekhar. Tenía dos hermanas mayores, Rajalakshmi y Balaparvathi, tres hermanos menores, Vishwanathan, Balakrishnan y Ramanathan, y cuatro hermanas menores, Sarada, Vidya, Savitri y Sundari. Su tío paterno fue el físico indio y premio Nobel Chandrasekhara Venkata Raman. Su madre se dedicaba a actividades intelectuales, había traducido A Doll's House de Henrik Ibsen al tamil y se le atribuye haber despertado la curiosidad intelectual de Chandra a una edad temprana. La familia se mudó de Lahore a Allahabad en 1916 y finalmente se estableció en Madrás en 1918.

Chandrasekhar recibió tutoría en casa hasta los 12 años. En la escuela secundaria, su padre le enseñó matemáticas y física y su madre le enseñó tamil. Más tarde asistió a la escuela secundaria hindú, Triplicane, Madras durante los años 1922-1925. Posteriormente, estudió en el Presidency College, Madras (afiliado a la Universidad de Madras) de 1925 a 1930, escribiendo su primer artículo, "The Compton Scattering and the New Statistics", en 1929 después de inspirarse en una conferencia. por Arnold Sommerfeld. Obtuvo su licenciatura, BSc (Hon.), en física, en junio de 1930. En julio de 1930, Chandrasekhar recibió una beca del Gobierno de la India para realizar estudios de posgrado en la Universidad de Cambridge, donde fue admitido a Trinity College, asegurado por R. H. Fowler con quien comunicó su primer artículo. Durante sus viajes a Inglaterra, Chandrasekhar pasó su tiempo trabajando en la mecánica estadística del gas de electrones degenerados en las estrellas enanas blancas, proporcionando correcciones relativistas al trabajo anterior de Fowler (ver Legado a continuación).

En la Universidad de Cambridge

En su primer año en Cambridge, como estudiante de investigación de Fowler, Chandrasekhar pasó su tiempo calculando opacidades medias y aplicando sus resultados a la construcción de un modelo mejorado para la masa límite de la estrella degenerada. En las reuniones de la Royal Astronomical Society, conoció a E. A. Milne. Por invitación de Max Born, pasó el verano de 1931, su segundo año de estudios de posgrado, en el instituto de Born en Göttingen, trabajando en opacidades, coeficientes de absorción atómica y fotosferas estelares modelo. Siguiendo el consejo de P. A. M. Dirac, pasó su último año de estudios de posgrado en el Instituto de Física Teórica de Copenhague, donde conoció a Niels Bohr.

Después de recibir una medalla de bronce por su trabajo sobre estrellas degeneradas, en el verano de 1933, Chandrasekhar obtuvo su doctorado en Cambridge con una tesis entre sus cuatro artículos sobre politropos giratorios autogravitatorios. El 9 de octubre, fue elegido para una beca de premio en el Trinity College para el período 1933-1937, convirtiéndose en el segundo indio en recibir una beca Trinity después de Srinivasa Ramanujan 16 años antes. Estaba tan seguro de no obtener la beca que ya había hecho arreglos para estudiar con Milne ese otoño en Oxford, llegando incluso al extremo de alquilar un piso allí.

Durante este tiempo, Chandrasekhar conoció al físico británico Sir Arthur Eddington. En un encuentro infame en la Royal Astronomical Society de Londres en 1935, Eddington ridiculizó públicamente el concepto del límite de Chandrasekhar. Aunque más tarde las computadoras demostrarían que Eddington estaba equivocado y la primera identificación positiva de un agujero negro en 1972, este encuentro hizo que Chandrasekhar contemplara el empleo fuera del Reino Unido.

Carrera e investigación

Carrera temprana

En 1935, el director del Observatorio de Harvard, Harlow Shapley, invitó a Chandrasekhar a ser profesor invitado de astrofísica teórica durante un período de tres meses. Viajó a Estados Unidos en diciembre. Durante su visita a Harvard, Chandrasekhar impresionó mucho a Shapley, pero rechazó su oferta de una beca de investigación de Harvard. Al mismo tiempo, Chandrasekhar conoció a Gerard Kuiper, un destacado observador astrofísico holandés que en ese entonces era una autoridad líder en enanas blancas. Kuiper había sido reclutado recientemente por Otto Struve, el director del Observatorio Yerkes en Williams Bay, Wisconsin, que estaba a cargo de la Universidad de Chicago, y el presidente de la universidad, Robert Maynard Hutchins. Habiendo conocido a Chandrasekhar, Struve lo estaba considerando para uno de los tres puestos de la facultad de astrofísica, junto con Kuiper; la otra vacante la había ocupado Bengt Stromgren, un teórico danés. Siguiendo una recomendación de Kuiper, Struve invitó a Chandrasekhar a Yerkes en marzo de 1936 y le ofreció el trabajo. Aunque Chandrasekhar estaba muy interesado, inicialmente rechazó la oferta y se fue a Inglaterra; después de que Hutchins enviara un radiograma a Chandrasekhar durante el viaje, finalmente aceptó, regresando a Yerkes como profesor asistente de Astrofísica Teórica en diciembre de 1936. Hutchins también intervino en una ocasión en la que Chandra participó en la enseñanza de un curso organizado por Struve, fue vetada por el decano Henry Gale en base a un prejuicio racial; Hutchins dijo "Por todos los medios, haga que el Sr. Chandrasekhar enseñe".

Chandrasekhar permaneció en la Universidad de Chicago durante toda su carrera. Fue ascendido a profesor asociado en 1941 y a profesor titular dos años más tarde a la edad de 33 años. En 1946, cuando la Universidad de Princeton le ofreció a Chandrasekhar un puesto que dejó vacante Henry Norris Russell con un salario que duplicaba al de Chicago, Hutchins aumentó su salario coincidía con el de Princeton y persuadió a Chandrasekhar para que se quedara en Chicago. En 1952, se convirtió en Profesor de Astrofísica Teórica del Servicio Distinguido de Morton D. Hull y en el Instituto Enrico Fermi, por invitación de Enrico Fermi. En 1953, él y su esposa, Lalitha Chandrasekhar, obtuvieron la ciudadanía estadounidense.

Después de que la NASA construyera el Laboratorio de Astrofísica e Investigación Espacial (LASR) en 1966 en la universidad, Chandrasekhar ocupó una de las cuatro oficinas en las esquinas del segundo piso. (Las otras esquinas albergaban a John A. Simpson, Peter Meyer y Eugene N. Parker). Chandrasekhar vivía en 4800 Lake Shore Drive después de que se construyera el complejo de apartamentos de gran altura a fines de la década de 1960, y más tarde en 5550 Dorchester Building.

Segunda Guerra Mundial

Durante la Segunda Guerra Mundial, Chandrasekhar trabajó en el Laboratorio de Investigación Balística en el Campo de Pruebas de Aberdeen en Maryland. Mientras estuvo allí, trabajó en problemas de balística, lo que resultó en informes como Sobre la descomposición de las ondas de choque planas de 1943, Altura óptima para el estallido de un proyectil de 105 mm, Sobre las condiciones para la existencia de tres ondas de choque, Sobre la determinación de la velocidad de un proyectil a partir de las ondas de golpe producidas por interferencia con las ondas de frecuencia modificada reflejadas por el proyectil y El reflejo normal de una onda expansiva. La experiencia de Chandrasekhar en hidrodinámica llevó a Robert Oppenheimer a invitarlo a unirse al Proyecto Manhattan en Los Álamos, pero los retrasos en el procesamiento de su autorización de seguridad le impidieron contribuir al proyecto. Se ha rumoreado que visitó el proyecto Calutron.

Filosofía de la sistematización

Escribió que su investigación científica estaba motivada por su deseo de participar en el progreso de diferentes temas de la ciencia lo mejor que pudiera, y que el motivo principal que subyacía a su trabajo era la sistematización. “Lo que un científico trata de hacer esencialmente es seleccionar cierto dominio, cierto aspecto o cierto detalle, y ver si ocupa su lugar apropiado en un esquema general que tiene forma y coherencia; y, si no, buscar más información que le ayudaría a hacerlo".

Chandrasekhar desarrolló un estilo único de dominar varios campos de la física y la astrofísica; en consecuencia, su vida laboral puede dividirse en distintos períodos. Estudiaría exhaustivamente un área específica, publicaría varios artículos en ella y luego escribiría un libro que resumiera los conceptos principales en el campo. Luego pasaría a otro campo durante la próxima década y repetiría el patrón. Así, estudió la estructura estelar, incluida la teoría de las enanas blancas, durante los años 1929 a 1939, y posteriormente se centró en la dinámica estelar, la teoría del movimiento browniano de 1939 a 1943. A continuación, se concentró en la teoría de la transferencia radiativa y la teoría cuántica. del ion negativo de hidrógeno de 1943 a 1950. A esto le siguió un trabajo sostenido sobre la turbulencia y la estabilidad hidrodinámica e hidromagnética de 1950 a 1961. En la década de 1960, estudió tanto el equilibrio como la estabilidad de las figuras de equilibrio elipsoidales y la relatividad general.. Durante el período 1971 a 1983 estudió la teoría matemática de los agujeros negros y, finalmente, a finales de los años 80, trabajó en la teoría de las ondas gravitacionales en colisión.

Trabajar con estudiantes

Chandra trabajó en estrecha colaboración con sus alumnos y expresó su orgullo por el hecho de que durante un período de 50 años (desde aproximadamente 1930 hasta 1980), la edad promedio de sus colaboradores coautores se mantuvo igual, alrededor de los 30. Insistió que los estudiantes se dirigen a él como "Prof. Chandrasekhar" hasta que recibieron su doctorado, después de lo cual se animó a ellos (al igual que a otros colegas) a dirigirse a él como "Chandra". Cuando Chandrasekhar trabajaba en el Observatorio Yerkes en la década de 1940, conducía 240 km (150 millas) de ida y vuelta todos los fines de semana para impartir un curso en la Universidad de Chicago. Dos de los estudiantes que tomaron el curso, Tsung-Dao Lee y Chen-Ning Yang, ganaron el premio Nobel antes de que él pudiera recibir uno. Con respecto a las interacciones en el aula durante sus conferencias, el destacado astrofísico Carl Sagan afirmó por experiencia propia que "preguntas frívolas" de estudiantes no preparados fueron "tratados a la manera de una ejecución sumaria", mientras que las cuestiones de mérito "recibieron seria atención y respuesta".

Otras actividades

De 1952 a 1971, Chandrasekhar fue editor de The Astrophysical Journal. Cuando Eugene Parker presentó un artículo sobre su descubrimiento del viento solar en 1957, dos revisores eminentes rechazaron el artículo. Sin embargo, como Chandra, como editor, no pudo encontrar ninguna falla matemática en el trabajo de Parker, siguió adelante y publicó el artículo en 1958.

Durante los años 1990 a 1995, Chandrasekhar trabajó en un proyecto dedicado a explicar los argumentos geométricos detallados en la Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de Sir Isaac Newton utilizando el lenguaje y los métodos del cálculo ordinario. El esfuerzo resultó en el libro Principia de Newton para el lector común, publicado en 1995. Chandrasekhar fue miembro honorario de la Academia Internacional de Ciencias.

Mientras trabajaba con su último alumno de posgrado, Sandip Chakrabarti, de 1983 a 1985, Chandrasekhar se interesó en la solución de la ecuación de Dirac en la geometría de Kerr, la colisión de ondas gravitacionales y las perturbaciones algebraicamente especiales.

Vida privada

Chandrasekhar era sobrino de C.V. Raman, quien recibió el Premio Nobel de Física en 1930.

Chandrasekhar se casó con Lalitha Doraiswamy en septiembre de 1936. La conoció como compañero de estudios en Presidency College. Se convirtió en ciudadano naturalizado de los EE. UU. en 1953. Muchos lo consideraban cálido, positivo, generoso, modesto, meticuloso y abierto al debate, mientras que otros lo consideraban privado, intimidante, impaciente y obstinado con respecto a asuntos no científicos, e implacable con aquellos que ridiculizaron su trabajo.

Chandrasekhar murió de un ataque al corazón en el Hospital de la Universidad de Chicago en 1995, después de haber sobrevivido a un ataque al corazón anterior en 1975. Le sobrevivió su esposa, quien murió el 2 de septiembre de 2013 a la edad de 102 años. estudiante de literatura y música clásica occidental.

Una vez, cuando estaba involucrado en una discusión sobre el Gita, Chandrasekhar dijo: "Me gustaría comenzar mis comentarios con una declaración personal para que mis comentarios posteriores no se malinterpreten. Me considero ateo". Esto también fue confirmado muchas veces en sus otras charlas. En una entrevista con Kevin Krisciunas en la Universidad de Chicago, el 6 de octubre de 1987, Chandrasekhar comentó: "Por supuesto, él (Otto Struve) sabía que yo era ateo, y nunca mencionó el tema conmigo"..

Chandrasekhar era vegetariano.

Premios, honores y legado

Premio Nóbel

Chandrasekhar recibió la mitad del Premio Nobel de Física en 1983 por sus estudios sobre los procesos físicos importantes para la estructura y evolución de las estrellas. Chandrasekhar aceptó este honor, pero le molestó que la cita mencionara solo su trabajo más antiguo, ya que lo veía como una denigración del logro de toda una vida. Lo compartió con William A. Fowler.

Otros premios y distinciones

Legado

El trabajo más notable de Chandrasekhar es sobre el límite astrofísico de Chandrasekhar. El límite da la masa máxima de una estrella enana blanca, ~1,44 masas solares, o de manera equivalente, la masa mínima que debe superarse para que una estrella colapse en una estrella de neutrones o un agujero negro (después de una supernova). El límite fue calculado por primera vez por Chandrasekhar en 1930 durante su viaje inaugural de la India a Cambridge, Inglaterra, para realizar sus estudios de posgrado. En 1979, la NASA nombró al tercero de sus cuatro 'Grandes Observatorios'. después de Chandrasekhar. Esto siguió a un concurso de nombres que atrajo 6.000 entradas de cincuenta estados y sesenta y un países. El observatorio de rayos X Chandra fue lanzado y desplegado por el transbordador espacial Columbia el 23 de julio de 1999. El número de Chandrasekhar, un importante número adimensional de magnetohidrodinámica, lleva su nombre. El asteroide 1958 Chandra también lleva el nombre de Chandrasekhar. El telescopio Himalayan Chandra lleva su nombre. En Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society of London, R. J. Tayler escribió: "Chandrasekhar fue un matemático aplicado clásico cuya investigación se aplicó principalmente en astronomía y probablemente nunca se volverá a ver a alguien como él.."

Chandrasekhar supervisó a 45 estudiantes de doctorado. Después de su muerte, su viuda, Lalitha Chandrasekhar, hizo una donación del dinero del Premio Nobel a la Universidad de Chicago para el establecimiento de la Subrahmanyan Chandrasekhar Memorial Fellowship. Otorgada por primera vez en el año 2000, esta beca se otorga anualmente a un solicitante destacado para graduarse de la escuela en los programas de doctorado del Departamento de Física o el Departamento de Astronomía y Astrofísica. S. Chandrasekhar Prize of Plasma Physics es un premio otorgado por la Asociación de Sociedades Físicas de Asia Pacífico (AAPS) a destacados físicos de plasma, iniciado en el año 2014.

El Instituto de Astrofísica Chandra (CAI) es un programa que se ofrece a estudiantes de secundaria interesados en la astrofísica, asesorados por científicos del MIT y patrocinados por el Observatorio de rayos X Chandra. Carl Sagan lo elogió en el libro The Demon-Haunted World: "Descubrí lo que es la verdadera elegancia matemática de Subrahmanyan Chandrasekhar." El 19 de octubre de 2017, Google mostró un Google Doodle en 28 países en honor al 107.º cumpleaños de Chandrasekhar y al límite de Chandrasekhar.

En 2010, con motivo del centenario de Chandra, la Universidad de Chicago llevó a cabo un simposio titulado Chandrasekhar Centennial Symposium 2010 al que asistieron destacados astrofísicos como Roger Penrose, Kip Thorne, Freeman Dyson, Jayant V. Narlikar, Rashid Sunyaev, G. Srinivasan y Clifford Will. Sus charlas de investigación se publicaron en 2011 como un libro titulado Los flujos de fluidos hacia los agujeros negros: un tributo a S Chandrasekhar en el centenario de su nacimiento.

Publicaciones

Libros

Notas

Diarios

Chandrasekhar publicó alrededor de 380 artículos durante su vida. Escribió su primer artículo en 1928 cuando aún era un estudiante universitario sobre el efecto Compton y el último artículo que fue aceptado para su publicación solo dos meses antes de su muerte fue en 1995, que trataba sobre la oscilación no radial de las estrellas. La University of Chicago Press publicó artículos seleccionados de Chandrasekhar en siete volúmenes.

Libros y artículos sobre Chandrasekhar