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Subrahmanyan Chandrasekhar foi um astrofísico indiano-americano que passou sua vida profissional nos Estados Unidos. Ele recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1983 com William A. Fowler por "...estudos teóricos dos processos físicos de importância para a estrutura e evolução das estrelas". Seu tratamento matemático da evolução estelar produziu muitos dos modelos teóricos atuais dos estágios evolutivos posteriores de estrelas massivas e buracos negros. O limite de Chandrasekhar é nomeado em sua homenagem.
Chandrasekhar trabalhou em uma ampla variedade de problemas físicos durante sua vida, contribuindo para a compreensão contemporânea da estrutura estelar, anãs brancas, dinâmica estelar, processo estocástico, transferência radiativa, teoria quântica do ânion de hidrogênio, estabilidade hidrodinâmica e hidromagnética, turbulência, equilíbrio e estabilidade de figuras elipsoidais de equilíbrio, relatividade geral, teoria matemática de buracos negros e teoria de ondas gravitacionais colidentes. Na Universidade de Cambridge, ele desenvolveu um modelo teórico explicando a estrutura de estrelas anãs brancas que levava em conta a variação relativística da massa com as velocidades dos elétrons que compõem sua matéria degenerada. Ele mostrou que a massa de uma anã branca não poderia exceder 1,44 vezes a do Sol – o limite de Chandrasekhar. Chandrasekhar revisou os modelos de dinâmica estelar primeiro delineados por Jan Oort e outros considerando os efeitos dos campos gravitacionais flutuantes dentro da Via Láctea em estrelas que giram ao redor do centro galáctico. Sua solução para este complexo problema dinâmico envolveu um conjunto de vinte equações diferenciais parciais, descrevendo uma nova quantidade que ele chamou de 'fricção dinâmica', que tem os efeitos duplos de desacelerar a estrela e ajudar a estabilizar aglomerados de estrelas. Chandrasekhar estendeu esta análise ao meio interestelar, mostrando que nuvens de gás e poeira galáticos estão distribuídas muito desigualmente.
Chandrasekhar estudou no Presidency College, Madras agora Chennai e na Universidade de Cambridge. Professor de longa data na Universidade de Chicago, ele fez alguns de seus estudos no Observatório Yerkes, e serviu como editor do The Astrophysical Journal de 1952 a 1971. Ele estava na faculdade de Chicago de 1937 até sua morte em 1995 aos 84 anos, e foi o Morton D. Hull Distinguished Service Professor of Theoretical Astrophysics.
Primeiros anos e educação
Chandrasekhar nasceu em 19 de outubro de 1910 em Lahore, Punjab, Índia Britânica agora Paquistão em uma família Tamil Brahmin, para Sita Balakrishnan 1891–1931 e Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar 1885–1960 que estava estacionado em Lahore como Auditor Geral Assistente das Ferrovias do Noroeste na época do nascimento de Chandrasekhar. Ele tinha duas irmãs mais velhas, Rajalakshmi e Balaparvathi, três irmãos mais jovens, Vishwanathan, Balakrishnan e Ramanathan e quatro irmãs mais jovens, Sarada, Vidya, Savitri e Sundari. Seu tio paterno era o físico indiano e laureado Nobel C. V. Raman. Sua mãe era dedicada a atividades intelectuais, havia traduzido A Casa de Bonecas de Henrik Ibsen para o Tamil e é creditada por despertar a curiosidade intelectual de Chandra em tenra idade. A família se mudou de Lahore para Allahabad em 1916 e finalmente se estabeleceu em Madras em 1918.
Chandrasekhar foi tutoriado em casa até os 12 anos de idade. No ensino médio seu pai o ensinou Matemática e Física e sua mãe o ensinou Tamil. Ele posteriormente frequentou a Hindu High School, Triplicane, Madras durante os anos 1922–25. Subsequentemente, estudou no Presidency College, Madras de 1925 a 1930, escrevendo seu primeiro artigo, "The Compton Scattering and the New Statistics", em 1929 após ser inspirado por uma palestra de Arnold Sommerfeld. Ele obteve seu bacharelado, BSc Hon., em física, em junho de 1930. Em julho de 1930, Chandrasekhar recebeu uma bolsa do Governo da Índia para prosseguir estudos de pós-graduação na Universidade de Cambridge, onde foi admitido no Trinity College, Cambridge, garantido por R. H. Fowler com quem se comunicou sobre seu primeiro artigo. Durante suas viagens para a Inglaterra, Chandrasekhar passou seu tempo elaborando a mecânica estatística do gás de elétrons degenerado em estrelas anãs brancas, fornecendo correções relativísticas ao trabalho anterior de Fowler veja Legado abaixo.
Na Universidade de Cambridge
Em seu primeiro ano em Cambridge, como estudante de pesquisa de Fowler, Chandrasekhar passou seu tempo calculando opacidades médias e aplicando seus resultados à construção de um modelo melhorado para a massa limite da estrela degenerada. Nas reuniões da Royal Astronomical Society, ele conheceu E. A. Milne. Por convite de Max Born, ele passou o verão de 1931, seu segundo ano de estudos de pós-graduação, no instituto de Born em Göttingen, trabalhando em opacidades, coeficientes de absorção atômica e fotoesferas estelares modelo. Com o conselho de P. A. M. Dirac, ele passou seu último ano de estudos de pós-graduação no Instituto de Física Teórica em Copenhagen, onde conheceu Niels Bohr.
Após receber uma medalha de bronze por seu trabalho em estrelas degeneradas, no verão de 1933, Chandrasekhar recebeu seu grau de PhD em Cambridge com uma tese entre seus quatro artigos sobre politropos auto-gravitantes em rotação. Em 9 de outubro, foi eleito para uma Prize Fellowship no Trinity College para o período 1933–1937, tornando-se apenas o segundo indiano a receber uma Trinity Fellowship após Srinivasa Ramanujan 16 anos antes. Ele havia ficado tão certo de falhar em obter a bolsa que já havia feito arranjos para estudar sob Milne naquele outono em Oxford, chegando até a ponto de alugar um apartamento lá.
Durante este tempo, Chandrasekhar tornou-se conhecido pelo físico britânico Sir Arthur Eddington. Em um encontro infame na Royal Astronomical Society em Londres em 1935, Eddington ridicularizou publicamente o conceito do limite de Chandrasekhar. Embora Eddington tenha sido posteriormente provado errado por computadores e a primeira identificação positiva de um buraco negro em 1972, este encontro fez Chandrasekhar considerar emprego fora do Reino Unido. Mais tarde na vida, em várias ocasiões, Chandrasekhar expressou a opinião de que o comportamento de Eddington era em parte motivado por questões raciais.
Carreira e pesquisa
Carreira inicial
Em 1935, Chandrasekhar foi convidado pelo Diretor do Observatório de Harvard, Harlow Shapley, para ser um palestrante visitante em astrofísica teórica por um período de três meses. Ele viajou para os Estados Unidos em dezembro. Durante sua visita a Harvard, Chandrasekhar impressionou muito Shapley, mas recusou sua oferta de uma bolsa de pesquisa de Harvard. Ao mesmo tempo, Chandrasekhar conheceu Gerard Kuiper, um destacado astrófísico observacional holandês que era então uma autoridade líder em anãs brancas. Kuiper havia sido recentemente recrutado por Otto Struve, o Diretor do Observatório Yerkes em Williams Bay, Wisconsin, que era administrado pela Universidade de Chicago, e pelo presidente da universidade Robert Maynard Hutchins. Tendo conhecimento de Chandrasekhar, Struve estava então o considerando para uma das três vagas de professores em astrofísica, junto com Kuiper; a outra abertura havia sido preenchida por Bengt Stromgren, um teórico dinamarquês. Seguindo uma recomendação elogiosa de Kuiper, Struve convidou Chandrasekhar para Yerkes em março de 1936 e lhe ofereceu o trabalho. Embora Chandrasekhar estivesse profundamente interessado, ele inicialmente recusou a oferta e partiu para a Inglaterra; após Hutchins enviar um radiograma para Chandrasekhar durante a viagem, ele finalmente aceitou, retornando a Yerkes como Professor Assistente de Astrofísica Teórica em dezembro de 1936. Hutchins também interveio em uma ocasião em que a participação de Chandra no ensino de um curso organizado por Struve foi vetada pelo diretor Henry Gale com base em preconceito racial; Hutchins disse "Definitivamente deixe o Sr. Chandrasekhar ensinar".
Chandrasekhar permaneceu na Universidade de Chicago durante toda sua carreira. Ele foi promovido a professor associado em 1941 e a professor pleno dois anos depois com apenas 33 anos de idade. Em 1946, quando a Universidade de Princeton ofereceu a Chandrasekhar uma posição deixada por Henry Norris Russell com um salário dobrado ao de Chicago, Hutchins aumentou seu salário igualando o de Princeton e persuadiu Chandrasekhar a permanecer em Chicago. Em 1952, tornou-se Morton D. Hull Distinguished Service Professor of Theoretical Astrophysics e Enrico Fermi Institute, por convite de Enrico Fermi. Em 1953, ele e sua esposa, Lalitha Chandrasekhar, adquiriram a cidadania americana. Famosamente, Chandrasekhar recusou muitas ofertas de outras universidades, incluindo uma para suceder Henry Norris Russell, o astrônomo americano proeminente, como diretor do Observatório da Universidade de Princeton.
Após o Laboratory for Astrophysics and Space Research LASR ser construído pela NASA em 1966 na Universidade, Chandrasekhar ocupou um dos quatro escritórios de canto no segundo andar. Os outros cantos abrigavam John A. Simpson, Peter Meyer e Eugene N. Parker. Chandrasekhar viveu em 4800 Lake Shore Drive após o complexo de apartamentos altos ser construído no final dos anos 1960, e posteriormente em 5550 Dorchester Building.
Segunda Guerra Mundial
Durante a Segunda Guerra Mundial, Chandrasekhar trabalhou no Ballistic Research Laboratory no Aberdeen Proving Ground em Maryland. Enquanto lá, ele trabalhou em problemas de balística, resultando em relatórios como o 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 e The normal reflection of a blast wave. A expertise de Chandrasekhar em hidrodinâmica levou Robert Oppenheimer a convidá-lo para se juntar ao Projeto Manhattan em Los Alamos, mas atrasos no processamento de sua autorização de segurança o impediram de contribuir para o projeto. Foi rumor que ele visitou o projeto Calutron.
Filosofia de sistematização
Ele escreveu que sua pesquisa científica foi motivada por seu desejo de participar do progresso de diferentes assuntos em ciência o melhor que pudesse, e que o motivo principal subjacente a seu trabalho era a sistematização. "O que um cientista essencialmente tenta fazer é selecionar um certo domínio, um certo aspecto, ou um certo detalhe, e ver se isso assume seu lugar apropriado em um esquema geral que tem forma e coerência; e, se não, buscar informações adicionais que o ajudem a fazer isso".
Chandrasekhar desenvolveu um estilo único de dominar vários campos da física e astrofísica; consequentemente, sua vida profissional pode ser dividida em períodos distintos. Ele estudaria exaustivamente uma área específica, publicaria vários artigos sobre ela e então escreveria um livro resumindo os conceitos principais do campo. Ele então se mudaria para outro campo na próxima década e repetiria o padrão. Assim, ele estudou a estrutura estelar, incluindo a teoria de anãs brancas, durante os anos 1929 a 1939, e subsequentemente se concentrou em dinâmica estelar, teoria do movimento browniano de 1939 a 1943. Em seguida, ele se concentrou na teoria da transferência radiativa e na teoria quântica do íon negativo de hidrogênio de 1943 a 1950. Isso foi seguido por trabalho sustentado em turbulência e estabilidade hidrodinâmica e hidromagnética de 1950 a 1961. Nos anos 1960, ele estudou o equilíbrio e a estabilidade de figuras elipsoidais de equilíbrio, e também relatividade geral. Durante o período de 1971 a 1983 ele estudou a teoria matemática de buracos negros, e, finalmente, durante o final dos anos 80, trabalhou na teoria de ondas gravitacionais colidentes.
Trabalho com estudantes
Chandra trabalhou estreitamente com seus estudantes e expressou orgulho pelo fato de que durante um período de 50 anos de aproximadamente 1930 a 1980, a idade média de seus colaboradores co-autores permaneceu a mesma, em torno de 30. Ele insistiu que os estudantes o chamassem de "Chandrasekhar" até receberem seu grau de PhD, após o qual eles e outros colegas foram encorajados a chamá-lo de "Chandra". Quando Chandrasekhar estava trabalhando no Observatório Yerkes nos anos 1940, ele dirigia 150 milhas 240 km para lá e para cá a cada fim de semana para ensinar um curso na Universidade de Chicago. Dois dos estudantes que frequentaram o curso, Tsung-Dao Lee e Chen-Ning Yang, ganharam o Prêmio Nobel antes de ele conseguir um para si mesmo. Sobre as interações em sala de aula durante suas palestras, o astrofísico notável Carl Sagan declarou por experiência de primeira mão que as "perguntas frívolas" de estudantes desprevenidos foram "tratadas à maneira de uma execução sumária", enquanto as perguntas de mérito "receberam atenção séria e resposta".
Outras atividades
De 1952 a 1971 Chandrasekhar foi editor do The Astrophysical Journal. Quando Eugene Parker submeteu um artigo sobre sua descoberta do vento solar em 1957, dois revisores eminentes rejeitaram o artigo. No entanto, como Chandra como editor não conseguiu encontrar nenhum flaw matemático no trabalho de Parker, ele continuou e publicou o artigo em 1958.
Durante os anos 1990 a 1995, Chandrasekhar trabalhou em um projeto dedicado a explicar os argumentos geométricos detalhados no Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de Sir Isaac Newton usando a linguagem e métodos do cálculo ordinário. O esforço resultou no livro Newton's Principia for the Common Reader, publicado em 1995. Chandrasekhar era um membro honorário da International Academy of Science.
Vida pessoal
Chandrasekhar casou-se com Lalitha Doraiswamy em setembro de 1936. Ele a conheceu como colega estudante no Presidency College. Chandrasekhar era sobrinho de C.V. Raman, que era aw
