Наука — это восприятие мира вокруг нас. Наука — это место, где то, что вы находите в природе, вас радует.
Subrahmanyan Chandrasekhar был индо-американским астрофизиком, который провел свою профессиональную жизнь в Соединенных Штатах. Он был удостоен Нобелевской премии по физике 1983 года вместе с William A. Fowler за «...теоретические исследования физических процессов, важных для структуры и эволюции звезд». Его математическая обработка эволюции звезд привела к созданию многих из современных теоретических моделей поздних эволюционных стадий массивных звезд и черных дыр. Предел Chandrasekhar назван в его честь.
Chandrasekhar работал над разнообразными физическими проблемами в течение своей жизни, внося вклад в современное понимание структуры звезд, белых карликов, звездной динамики, стохастических процессов, радиативного переноса, квантовой теории отрицательного иона водорода, гидродинамической и гидромагнитной устойчивости, турбулентности, равновесия и устойчивости эллипсоидальных фигур равновесия, общей теории относительности, математической теории черных дыр и теории столкновающихся гравитационных волн. В University of Cambridge он разработал теоретическую модель, объясняющую структуру белых карликовых звезд, которая учитывала релятивистское изменение массы в зависимости от скоростей электронов, составляющих их вырожденную материю. Он показал, что масса белого карлика не может превышать 1,44 массы Солнца — предел Chandrasekhar. Chandrasekhar пересмотрел модели звездной динамики, первоначально предложенные Jan Oort и другими, учитывая эффекты флуктуирующих гравитационных полей в Млечном Пути на звезды, вращающиеся вокруг галактического центра. Его решение этой сложной динамической задачи включало набор из двадцати уравнений в частных производных, описывающих новую величину, которую он назвал «динамическим трением», имеющее двойной эффект замедления звезды и помощи в стабилизации звездных скоплений. Chandrasekhar расширил этот анализ на межзвездную среду, показав, что облака галактического газа и пыли распределены весьма неравномерно.
Chandrasekhar учился в Presidency College, Madras (теперь Chennai) и University of Cambridge. Долгое время профессор University of Chicago, он провел некоторые из своих исследований в Yerkes Observatory и служил редактором The Astrophysical Journal с 1952 по 1971 год. Он был в штате Chicago с 1937 года до своей смерти в 1995 году в возрасте 84 лет и был профессором теоретической астрофизики Morton D. Hull Distinguished Service.
Ранняя жизнь и образование
Chandrasekhar родился 19 октября 1910 года в Lahore, Punjab, британской Индии (теперь Pakistan) в семье тамильских брахманов, сын Sita Balakrishnan (1891–1931) и Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar (1885–1960), который был назначен в Lahore заместителем генерального аудитора Северо-Западных железных дорог во время рождения Chandrasekhar. У него было две старшие сестры, Rajalakshmi и Balaparvathi, три младших брата, Vishwanathan, Balakrishnan и Ramanathan, и четыре младшие сестры, Sarada, Vidya, Savitri и Sundari. Его дядя по отцовской линии был индийским физиком и лауреатом Нобелевской премии C. V. Raman. Его мать была предана интеллектуальным занятиям, перевела на тамильский язык «Кукольный дом» Henrik Ibsen и считается возбудившей интеллектуальное любопытство Chandra в раннем возрасте. Семья переехала из Lahore в Allahabad в 1916 году и окончательно поселилась в Madras в 1918 году.
Chandrasekhar обучался на дому до 12 лет. В средней школе его отец преподавал ему математику и физику, а его мать преподавала ему тамильский. Позже он посещал Hindu High School, Triplicane, Madras в 1922–25 годах. Впоследствии он учился в Presidency College, Madras с 1925 по 1930 год, написав свою первую работу «The Compton Scattering and the New Statistics» в 1929 году после того, как был вдохновлен лекцией Arnold Sommerfeld. Он получил степень бакалавра, BSc Hon., по физике в июне 1930 года. В июле 1930 года Chandrasekhar был награжден стипендией правительства Индии для аспирантуры в University of Cambridge, где он был зачислен в Trinity College, Cambridge, благодаря усилиям R. H. Fowler, с которым он обсуждал свою первую работу. Во время путешествия в Англию Chandrasekhar провел время, разрабатывая статистическую механику вырожденного электронного газа в белых карликовых звездах, внося релятивистские поправки к предыдущей работе Fowler (см. Legacy ниже).
В University of Cambridge
На первом году обучения в Cambridge в качестве исследовательского студента Fowler Chandrasekhar потратил время на расчет средних поглощений и применение своих результатов к построению улучшенной модели предельной массы вырожденной звезды. На встречах Royal Astronomical Society он встретил E. A. Milne. По приглашению Max Born он провел лето 1931 года, второй год своих аспирантских исследований, в институте Born в Göttingen, работая над поглощениями, коэффициентами атомного поглощения и моделями звездной фотосферы. По совету P. A. M. Dirac он провел заключительный год аспирантуры в Institute for Theoretical Physics в Copenhagen, где встретил Niels Bohr.
После получения бронзовой медали за работу по вырожденным звездам летом 1933 года Chandrasekhar получил степень PhD в Cambridge с диссертацией, включавшей его четыре работы по вращающимся самогравитирующимся политропам. 9 октября ему была присуждена стипендия Prize Fellowship в Trinity College на период 1933–1937, став только вторым индийцем, получившим стипендию Trinity Fellowship после Srinivasa Ramanujan 16 лет ранее. Он был настолько уверен в том, что не получит стипендию, что уже сделал договоренность об обучении под руководством Milne той осенью в Oxford, дойдя даже до арендации квартиры там.
В это время Chandrasekhar познакомился с британским физиком Sir Arthur Eddington. На печально известной встрече в Royal Astronomical Society в London в 1935 году Eddington публично высмеял концепцию предела Chandrasekhar. Хотя Eddington позже был признан неправым компьютерами и первой положительной идентификацией черной дыры в 1972 году, эта встреча заставила Chandrasekhar задуматься о трудоустройстве вне Великобритании. Позже в жизни Chandrasekhar неоднократно высказывал мнение, что поведение Eddington было отчасти мотивировано расовыми предрассудками.
Карьера и исследования
Ранняя карьера
В 1935 году Chandrasekhar был приглашен директором Harvard Observatory Harlow Shapley быть приглашенным лектором по теоретической астрофизике на трехмесячный период. Он путешествовал в Соединенные Штаты в декабре. Во время своего визита в Harvard Chandrasekhar произвел сильное впечатление на Shapley, но отклонил его предложение стипендии исследователя Harvard. В то же время Chandrasekhar встретил Gerard Kuiper, известного голландского астрофизического наблюдателя, который был тогда ведущим авторитетом по белым карликам. Kuiper был недавно нанят Otto Struve, директором Yerkes Observatory в Williams Bay, Wisconsin, которая управлялась University of Chicago, и президентом университета Robert Maynard Hutchins. Зная о Chandrasekhar, Struve рассматривал его для одной из трех должностей преподавателя астрофизики вместе с Kuiper; другая вакансия была заполнена Bengt Stromgren, датским теоретиком. Вслед за полной похвалой от Kuiper Struve пригласил Chandrasekhar в Yerkes в марте 1936 года и предложил ему работу. Хотя Chandrasekhar был очень заинтересован, он первоначально отклонил предложение и уехал в Англию; после того, как Hutchins отправил радиограмму Chandrasekhar во время путешествия, он наконец согласился, вернувшись в Yerkes в качестве ассистента профессора теоретической астрофизики в декабре 1936 года. Hutchins также вмешался в одном случае, когда участие Chandra в преподавании курса, организованного Struve, было заблокировано деканом Henry Gale на основе расовых предрассудков; Hutchins сказал «By all means have Mr.Chandrasekhar teach».
Chandrasekhar остался в University of Chicago на всю свою карьеру. Он был повышен до доцента в 1941 году и до полного профессора два года спустя в возрасте всего 33 лет. В 1946 году, когда Princeton University предложила Chandrasekhar должность, освобожденную Henry Norris Russell с зарплатой в два раза выше, чем в Chicago, Hutchins увеличил его зарплату в соответствии с зарплатой Princeton и убедил Chandrasekhar остаться в Chicago. В 1952 году он стал профессором теоретической астрофизики Morton D. Hull Distinguished Service и Enrico Fermi Institute по приглашению Enrico Fermi. В 1953 году он и его жена, Lalitha Chandrasekhar, получили американское гражданство. Известно, что Chandrasekhar отклонил множество предложений от других университетов, включая предложение сменить Henry Norris Russell, выдающегося американского астронома, на посту директора обсерватории Princeton University.
После того как Лаборатория астрофизики и космических исследований LASR была построена НАСА в 1966 году в университете, Chandrasekhar занял один из четырех угловых офисов на втором этаже. Другие углы занимали John A. Simpson, Peter Meyer и Eugene N. Parker. Chandrasekhar жил по адресу 4800 Lake Shore Drive после того, как высотный жилой комплекс был построен в конце 1960-х годов, а позже по адресу 5550 Dorchester Building.
Вторая мировая война
Во время Второй мировой войны Chandrasekhar работал в Ballistic Research Laboratory на Aberdeen Proving Ground в Maryland. Там он работал над проблемами баллистики, результатом чего были отчеты, такие как работа 1943 года «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» и «The normal reflection of a blast wave». Опыт Chandrasekhar в гидродинамике побудил Robert Oppenheimer пригласить его присоединиться к Manhattan Project в Los Alamos, но задержки при обработке его разрешения на доступ помешали ему внести вклад в проект. Ходили слухи, что он посещал проект Calutron.
Философия систематизации
Он писал, что его научные исследования были мотивированы его желанием участвовать в прогрессе различных областей науки в лучшем возможном виде, и что главный мотив, лежащий в основе его работы, был систематизация. «То, что ученый по сути пытается сделать, это выбрать определенную область, определенный аспект или определенную деталь, и посмотреть, занимает ли это надлежащее место в общей схеме, которая имеет форму и связность; и, если нет, искать дальнейшую информацию, которая помогла бы ему это сделать».
Chandrasekhar развил уникальный стиль овладения несколькими областями физики и астрофизики; следовательно, его рабочая жизнь может быть разделена на отдельные периоды. Он тщательно изучал определенную область, опубликовал несколько работ по ней, а затем написал книгу, суммирующую основные концепции в этой области. Затем он переходил в другую область на следующее десятилетие и повторял паттерн. Таким образом, он изучал структуру звезд, включая теорию белых карликов, в течение 1929–1939 годов и впоследствии сосредоточился на звездной динамике и теории броуновского движения с 1939 по 1943 год. Далее он сосредоточился на теории радиативного переноса и квантовой теории отрицательного иона водорода с 1943 по 1950 год. За этим последовала постоянная работа над турбулентностью и гидродинамической и гидромагнитной устойчивостью с 1950 по 1961 год. В 1960-х годах он изучал равновесие и устойчивость эллипсоидальных фигур равновесия, а также общую теорию относительности. В период с 1971 по 1983 год он изучал математическую теорию черных дыр и, наконец, в конце 80-х годов он работал над теорией столкновающихся гравитационных волн.
Работа со студентами
Chandra плотно работал со своими студентами и выражал гордость тем фактом, что в течение 50-летнего периода примерно с 1930 по 1980 год средний возраст его соавторов-сотрудников остался неизменным, примерно 30 лет. Он настаивал, чтобы студенты обращались к нему как к «Chandrasekhar» до получения степени PhD, после чего они, как и другие коллеги, были приглашены обращаться к нему как к «Chandra». Когда Chandrasekhar работал в Yerkes Observatory в 1940-х годах, он ездил в обе стороны на расстояние 150 миль (240 км) каждые выходные, чтобы преподавать курс в University of Chicago. Двое из студентов, которые посещали курс, Tsung-Dao Lee и Chen-Ning Yang, выиграли Нобелевскую премию еще до того, как он смог получить ее сам. Касаясь взаимодействия в классе во время его лекций, известный астрофизик Carl Sagan заявил из личного опыта, что «легкомысленные вопросы» от неподготовленных студентов были «рассмотрены в манере краткого приговора», в то время как вопросы достоинства «получили серьезное внимание и ответ».
Другая деятельность
С 1952 по 1971 год Chandrasekhar был редактором The Astrophysical Journal. Когда Eugene Parker отправил статью о своем открытии солнечного ветра в 1957 году, два авторитетных рецензента отклонили статью. Однако, поскольку Chandra как редактор не мог найти никаких математических ошибок в работе Parker, он решил опубликовать статью в 1958 году.
В течение 1990–1995 годов Chandrasekhar работал над проектом, посвященным объяснению подробных геометрических аргументов в «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» Sir Isaac Newton, используя язык и методы обычного исчисления. Усилие привело к выходу книги «Newton's Principia for the Common Reader», опубликованной в 1995 году. Chandrasekhar был почетным членом International Academy of Science.
Личная жизнь
Chandrasekhar женился на Lalitha Doraiswamy в сентябре 1936 года. Он встретил ее в качестве однокурсника в Presidency College. Chandrasekhar был племянником C.V. Raman, который был aw
