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Subrahmanyan Chandrasekhar fue un astrofísico indoamericano que pasó su vida profesional en Estados Unidos. Le fue otorgado el Premio Nobel de Física de 1983 junto 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 generó muchos de los modelos teóricos actuales de las fases evolutivas posteriores de las estrellas masivas y los agujeros negros. El límite de Chandrasekhar lleva su nombre.
Chandrasekhar trabajó en una amplia variedad de problemas físicos durante su vida, contribuyendo a la comprensión contemporánea de la estructura estelar, enanas blancas, dinámicas estelares, procesos estocásticos, transferencia radiativa, la teoría cuántica del anión de hidrógeno, estabilidad hidrodinámica e hidromagnética, turbulencia, equilibrio y la estabilidad de figuras elipsoidales de equilibrio, relatividad general, teoría matemática de agujeros negros y teoría de ondas gravitacionales en colisión. 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 comprenden 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 dinámicas estelares esbozados primero por Jan Oort y otros considerando los efectos de campos gravitacionales fluctuantes dentro de la Vía Láctea en estrellas que rotan alrededor del centro galáctico. Su solución a este complejo problema dinámico involucró un conjunto de veinte ecuaciones diferenciales parciales, describiendo una nueva cantidad que él denominó 'fricción dinámica', que tiene los efectos duales de desacelerar la estrella y ayudar a estabilizar cúmulos de estrellas. Chandrasekhar extendió este análisis al medio interestelar, mostrando que las nubes de gas y polvo galáctico se distribuyen muy irregularmente.
Chandrasekhar estudió en Presidency College, Madras ahora Chennai y la Universidad de Cambridge. Profesor de largo tiempo en la Universidad de Chicago, realizó algunos de sus estudios en el Observatorio Yerkes, y fue editor de The Astrophysical Journal de 1952 a 1971. Fue miembro de la facultad en Chicago desde 1937 hasta su muerte en 1995 a la edad de 84 años, y fue el Profesor Distinguido de Servicio Morton D. Hull de Astrofísica Teórica.
Primeros años y educación
Chandrasekhar nació el 19 de octubre de 1910 en Lahore, Punjab, India británica ahora Pakistán en una familia Tamil Brahmin, de Sita Balakrishnan 1891–1931 y Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar 1885–1960 quien estaba estacionado en Lahore como Auditor Adjunto General 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 C. V. Raman. Su madre estaba dedicada a la búsqueda intelectual, había traducido A Doll's House de Henrik Ibsen al tamil y se le atribuye el 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 Madras en 1918.
Chandrasekhar fue tutoreado en casa hasta los 12 años. En la escuela secundaria su padre le enseñó Matemáticas y Física y su madre le enseñó tamil. Posteriormente asistió a la Hindu High School, Triplicane, Madras durante los años 1922–25. Posteriormente, estudió en Presidency College, Madras de 1925 a 1930, escribiendo su primer artículo, "The Compton Scattering and the New Statistics", en 1929 después de ser inspirado por una conferencia de Arnold Sommerfeld. Obtuvo su licenciatura, BSc Hon., en física, en junio de 1930. En julio de 1930, Chandrasekhar fue galardonado con una beca del Gobierno de India para realizar estudios de posgrado en la Universidad de Cambridge, donde fue admitido en Trinity College, Cambridge, asegurado por R. H. Fowler con quien se comunicó su primer artículo. Durante sus viajes a Inglaterra, Chandrasekhar pasó su tiempo elaborando la mecánica estadística del gas de electrones degenerado en estrellas enanas blancas, proporcionando correcciones relativistas al trabajo anterior de Fowler véase Legado más adelante.
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 fotósferas estelares modelos. Por consejo de P. A. M. Dirac, pasó su último año de estudios de posgrado en el Instituto de Física Teórica en Copenhague, donde conoció a Niels Bohr.
Después de recibir una medalla de bronce por su trabajo en estrellas degeneradas, en el verano de 1933, Chandrasekhar fue galardonado con su título de PhD en Cambridge con una tesis entre sus cuatro artículos sobre politropos autogravitantes rotatorios. El 9 de octubre, fue elegido para una Prize Fellowship en Trinity College para el período 1933–1937, convirtiéndose solo en el segundo indio en recibir una Trinity Fellowship después de Srinivasa Ramanujan 16 años antes. Había estado tan seguro de no obtener la fellowship que ya había hecho arreglos para estudiar bajo Milne ese otoño en Oxford, incluso llegando al extremo de alquilar un apartamento allí.
Durante este tiempo, Chandrasekhar se familiarizó con el físico británico Sir Arthur Eddington. En un encuentro infame en la Royal Astronomical Society en Londres en 1935, Eddington ridiculizó públicamente el concepto del límite de Chandrasekhar. Aunque Eddington sería posteriormente demostrado que estaba equivocado por las computadoras y la primera identificación positiva de un agujero negro en 1972, este encuentro causó que Chandrasekhar contemplara el empleo fuera del Reino Unido. Más tarde en la vida, en múltiples ocasiones, Chandrasekhar expresó la vista de que el comportamiento de Eddington fue en parte motivado racialmente.
Carrera e investigación
Carrera temprana
En 1935, Chandrasekhar fue invitado por el Director del Observatorio de Harvard, Harlow Shapley, para ser un conferenciante visitante en astrofísica teórica por 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 fellowship de investigación de Harvard. Al mismo tiempo, Chandrasekhar conoció a Gerard Kuiper, un notable observacionalista astrofísico holandés que era entonces una autoridad líder en enanas blancas. Kuiper había sido recientemente reclutado por Otto Struve, el Director del Observatorio Yerkes en Williams Bay, Wisconsin, que era dirigido por la Universidad de Chicago, y el Presidente de la universidad Robert Maynard Hutchins. Habiendo conocido a Chandrasekhar, Struve estaba considerándolo entonces para uno de tres puestos de la facultad en astrofísica, junto con Kuiper; la otra apertura había sido ocupada por Bengt Stromgren, un teórico danés. Siguiendo una recomendación llena de elogios 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 para Inglaterra; después de que Hutchins envió 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 la participación de Chandra en enseñar un curso organizado por Struve fue vetada por el decano Henry Gale basado en un prejuicio racial; Hutchins dijo "Por supuesto que el Sr. Chandrasekhar enseñe".
Chandrasekhar permaneció en la Universidad de Chicago durante toda su carrera. Fue promovido a profesor asociado en 1941 y a profesor titular dos años después a solo 33 años de edad. En 1946, cuando la Universidad de Princeton le ofreció a Chandrasekhar una posición dejada vacante por Henry Norris Russell con un salario el doble del de Chicago, Hutchins incrementó su salario igualándolo con el de Princeton y persuadió a Chandrasekhar de quedarse en Chicago. En 1952, se convirtió en Profesor Distinguido de Servicio Morton D. Hull de Astrofísica Teórica e Instituto Enrico Fermi, por invitación de Enrico Fermi. En 1953, él y su esposa, Lalitha Chandrasekhar, obtuvieron la ciudadanía estadounidense. Famosamente, Chandrasekhar rechazó muchas ofertas de otras universidades, incluyendo una para suceder a Henry Norris Russell, el astrónomo estadounidense preeminente, como director del Observatorio de la Universidad de Princeton.
Después de que el Laboratorio de Astrofísica e Investigación Espacial LASR fue construido por NASA en 1966 en la Universidad, Chandrasekhar ocupó una de las cuatro oficinas de esquina en el segundo piso. Las otras esquinas alojaban a John A. Simpson, Peter Meyer, y Eugene N. Parker. Chandrasekhar vivió en 4800 Lake Shore Drive después de que el complejo de apartamentos de gran altura fue construido a finales de los años 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 Aberdeen Proving Ground en Maryland. Mientras estuvo allí, trabajó en problemas de balística, resultando en informes tales como el de 1943 On the decay of plane shock waves, Optimum height for the bursting of a 105mm shell, On the Conditions for the Existence of Three Shock Waves, y The normal reflection of a blast wave. La experiencia de Chandrasekhar en hidrodinámica llevó a Robert Oppenheimer a invitarlo a unirse al Proyecto Manhattan en Los Alamos, 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 fue motivada por su deseo de participar en el progreso de diferentes temas en la ciencia lo mejor de su capacidad, y que el motivo principal subyacente a su trabajo fue la sistematización. "Lo que un científico intenta hacer esencialmente es seleccionar un cierto dominio, un cierto aspecto, o un cierto detalle, y ver si eso toma su lugar apropiado en un esquema general que tiene forma y coherencia; y, si no, buscar información adicional que lo ayude a hacer eso".
Chandrasekhar desarrolló un estilo único de dominar varios campos de la física y la astrofísica; en consecuencia, su vida laboral puede dividirse en períodos distintos. Estudiaría exhaustivamente un área específica, publicaría varios artículos en ella y luego escribiría un libro resumiendo los conceptos principales en el campo. Luego se movería a otro campo para la próxima década y repetiría el patrón. Así estudió la estructura estelar, incluyendo la teoría de las enanas blancas, durante los años 1929 a 1939, y posteriormente se enfocó en la dinámicas estelar, 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. Esto fue seguido por trabajo sostenido en turbulencia y estabilidad hidrodinámica e hidromagnética de 1950 a 1961. En los años 1960, estudió el equilibrio y la estabilidad de figuras elipsoidales de equilibrio, y también relatividad general. Durante el período de 1971 a 1983 estudió la teoría matemática de los agujeros negros, y, finalmente, durante los años 80 tarde, trabajó en la teoría de las ondas gravitacionales en colisión.
Trabajo con estudiantes
Chandra trabajó estrechamente con sus estudiantes y expresó orgullo en el hecho de que durante un período de 50 años aproximadamente de 1930 a 1980, la edad promedio de sus colaboradores coautores se había mantenido igual, alrededor de 30. Insistió en que los estudiantes lo dirigieran como "Chandrasekhar" hasta que recibieran su título de PhD, después de lo cual como otros colegas fueron animados a dirigirse a él como "Chandra". Cuando Chandrasekhar estaba trabajando en el Observatorio Yerkes en los años 1940, conducía 150 millas 240 km hacia y desde cada fin de semana para enseñar 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 obtener uno para sí mismo. Con respecto a las interacciones en el aula durante sus conferencias, el destacado astrofísico Carl Sagan declaró por experiencia de primera mano que las "preguntas frívolas" de estudiantes no preparados fueron "tratadas de la manera de una ejecución sumaria", mientras que las preguntas 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 ningún defecto matemático en el trabajo de Parker, procedió a publicar el artículo en 1958.
Durante los años 1990 a 1995, Chandrasekhar trabajó en un proyecto dedicado a explicar los argumentos geométricos detallados en Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de Sir Isaac Newton utilizando el lenguaje y los métodos del cálculo ordinario. El esfuerzo resultó en el libro Newton's Principia for the Common Reader, publicado en 1995. Chandrasekhar fue miembro honorario de la International Academy of Science.
Vida personal
Chandrasekhar se casó con Lalitha Doraiswamy en septiembre de 1936. La había conocido como compañera estudiante en Presidency College. Chandrasekhar fue el sobrino de C.V. Raman, quien fue aw
