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Subrahmanyan Chandrasekhar是一位印度裔美国天体物理学家,他在美国度过了他的职业生涯。他与William A. Fowler共同获得了1983年诺贝尔物理学奖,以表彰"对恒星结构和演化中重要物理过程的理论研究"。他对恒星演化的数学处理产生了许多当前大质量恒星和黑洞后期演化阶段的理论模型。Chandrasekhar极限以他的名字命名。
Chandrasekhar在他的一生中研究了各种各样的物理问题,为当代对恒星结构、白矮星、恒星动力学、随机过程、辐射转移、氢负离子的量子理论、流体动力和流体磁力稳定性、湍流、平衡和平衡椭球体的稳定性、广义相对论、黑洞的数学理论和碰撞引力波理论的理解做出了贡献。在Cambridge大学,他开发了一个理论模型来解释白矮星的结构,该模型考虑了由电子组成的简并物质的相对论性质量变化。他证明了白矮星的质量不能超过太阳质量的1.44倍——Chandrasekhar极限。Chandrasekhar修订了Jan Oort等人最初概述的恒星动力学模型,考虑了银河系内波动引力场对绕银河系中心旋转的恒星的影响。他对这个复杂动力学问题的解决方案涉及一组二十个偏微分方程,描述了他称之为"动力学摩擦"的新量,它具有减速恒星和帮助稳定恒星团的双重效应。Chandrasekhar将这种分析扩展到星际介质,表明银河气体和尘埃云的分布非常不均匀。
Chandrasekhar在Presidency College、Madras(现在的Chennai)和Cambridge大学学习。他是Chicago大学的长期教授,在Yerkes Observatory进行了一些研究,并从1952年到1971年担任《天体物理学杂志》的编辑。他从1937年开始在Chicago的教职员工中任职,直到1995年去世,享年84岁,是理论天体物理学Morton D. Hull杰出服务教授。
早年生活和教育
Chandrasekhar于1910年10月19日出生在Lahore、Punjab、英属印度(现在的巴基斯坦)的一个Tamil婆罗门家庭,父母是Sita Balakrishnan(1891–1931)和Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar(1885–1960),他在Chandrasekhar出生时担任西北铁路的副审计长。他有两个姐姐Rajalakshmi和Balaparvathi,三个弟弟Vishwanathan、Balakrishnan和Ramanathan,以及四个妹妹Sarada、Vidya、Savitri和Sundari。他的叔叔是印度物理学家和诺贝尔奖获得者C. V. Raman。他的母亲致力于智识追求,将Henrik Ibsen的《玩偶之家》翻译成泰米尔语,并因在早期激发Chandra的求知欲而获得认可。这个家庭在1916年从Lahore搬到Allahabad,最后在1918年定居在Madras。
Chandrasekhar在家接受家庭教育直到12岁。在中学期间,他的父亲教他数学和物理,他的母亲教他泰米尔语。他后来在1922–25年间就读于Triplicane、Madras的Hindu High School。随后,他在1925年至1930年期间在Presidency College、Madras学习,在1929年受Arnold Sommerfeld讲座的启发,撰写了他的第一篇论文《康普顿散射和新统计学》。他于1930年6月获得物理学学士学位,BSc Hon。。1930年7月,Chandrasekhar获得了印度政府奖学金,在Cambridge大学攻读研究生学位,他被Trinity College、Cambridge录取,由R. H. Fowler担保,Fowler与他沟通了他的第一篇论文。在前往英国的旅途中,Chandrasekhar花时间计算白矮星中简并电子气体的统计力学,为Fowler之前的工作提供了相对论修正(见下面的遗产)。
在Cambridge大学
在Cambridge的第一年,作为Fowler的研究生,Chandrasekhar花时间计算平均不透明度,并将他的结果应用于改进的简并星极限质量模型的构造。在皇家天文学会的会议上,他遇见了E. A. Milne。应Max Born的邀请,他在1931年夏天、他研究生学习的第二年,在Born位于Göttingen的研究所进行研究,研究不透明度、原子吸收系数和恒星光球模型。在P. A. M. Dirac的建议下,他在Copenhagen的理论物理研究所度过了他研究生学习的最后一年,在那里他遇见了Niels Bohr。
在1933年夏天因对简并星的工作获得铜牌后,Chandrasekhar在Cambridge获得博士学位,其论文涉及他关于旋转自引力多方体的四篇论文。10月9日,他被选为Trinity College的奖学金获得者,任期为1933–1937,成为继16年前的Srinivasa Ramanujan之后第二个获得Trinity Fellowship的印度人。他曾非常确定自己会无法获得奖学金,以至于他已经做好了在那年秋天在Oxford研究Milne的安排,甚至还租了一套公寓。
在此期间,Chandrasekhar与英国物理学家Sir Arthur Eddington相识。在1935年伦敦皇家天文学会的一次臭名昭著的会面中,Eddington公开嘲笑Chandrasekhar极限的概念。虽然Eddington后来被计算机和1972年首次正确认识黑洞所证明是错误的,但这次会面导致Chandrasekhar考虑在英国以外寻求工作。在他后来的生活中,Chandrasekhar多次表示认为Eddington的行为在某种程度上是受种族因素驱动的。
职业生涯和研究
早期职业生涯
1935年,Harvard天文台主任Harlow Shapley邀请Chandrasekhar担任理论天体物理学访问讲师,为期三个月。他在12月前往美国。在访问Harvard期间,Chandrasekhar给Shapley留下了深刻印象,但拒绝了他的Harvard研究奖学金提议。与此同时,Chandrasekhar遇见了Gerard Kuiper,一位著名的荷兰天体物理观测天文学家,当时是白矮星领域的领先权威。Kuiper最近被Yerkes Observatory(位于Wisconsin的Williams Bay)主任Otto Struve招募,该天文台由Chicago大学和大学校长Robert Maynard Hutchins运营。在了解Chandrasekhar之后,Struve当时正在考虑为天体物理学的三个教职岗位之一选择他,另一个是Kuiper;另一个职位已被丹麦理论家Bengt Stromgren填补。在Kuiper充满赞扬的推荐之后,Struve在1936年3月邀请Chandrasekhar前往Yerkes,并向他提供了这份工作。虽然Chandrasekhar很感兴趣,但他最初拒绝了这个提议并前往英国;在Hutchins在航海期间向Chandrasekhar发送电报后,他终于接受了,在1936年12月作为理论天体物理学助理教授返回Yerkes。Hutchins还在一个场合进行了干预,当时Chandra参加由Struve组织的课程教学被院长Henry Gale以种族偏见为由否决;Hutchins说"一定要让Chandrasekhar先生教授"。
Chandrasekhar在整个职业生涯中一直留在Chicago大学。他在1941年升为副教授,两年后在仅仅33岁时升为正教授。1946年,当Princeton大学向Chandrasekhar提供Henry Norris Russell空出的职位时,薪资是Chicago的两倍,Hutchins提高了他的薪资以匹配Princeton的薪资,并劝说Chandrasekhar留在Chicago。1952年,应Enrico Fermi的邀请,他成为理论天体物理学Morton D. Hull杰出服务教授兼Enrico Fermi研究所的一员。1953年,他和他的妻子Lalitha Chandrasekhar获得了美国公民身份。众所周知,Chandrasekhar拒绝了许多来自其他大学的邀请,包括一个接任杰出的美国天文学家Henry Norris Russell担任Princeton大学天文台主任的邀请。
在1966年NASA在大学建造天体物理和空间研究实验室(LASR)后,Chandrasekhar占据了二楼四个角办公室中的一个。其他角办公室住着John A. Simpson、Peter Meyer和Eugene N. Parker。Chandrasekhar在20世纪60年代后期高层公寓综合楼建成后住在Lake Shore Drive 4800号,后来住在Dorchester Building 5550号。
第二次世界大战
在第二次世界大战期间,Chandrasekhar在Maryland的Aberdeen Proving Ground的弹道研究实验室工作。在那里,他研究了弹道问题,产生了1943年的《平面激波衰减论》、《105毫米炮弹爆裂的最优高度》、《三激波存在条件论》和《冲击波的正常反射》等报告。Chandrasekhar在流体动力学方面的专业知识导致Robert Oppenheimer邀请他加入Los Alamos的Manhattan Project,但他的安全审查处理延迟阻止了他对该项目的贡献。有传言说他访问过Calutron项目。
系统化哲学
他写道,他的科学研究是由他参与不同科学学科进步的愿望推动的,他工作的主要动机是系统化。"科学家本质上试图做的是选择某个领域、某个方面或某个细节,看看它是否在一个形式和连贯的一般方案中占据适当的位置;如果没有,就寻求进一步的信息来帮助他做到这一点"。
Chandrasekhar开发了掌握物理和天体物理多个领域的独特风格;因此,他的工作生活可以分为不同的时期。他会详尽地研究一个特定的领域,在其中发表几篇论文,然后写一本总结该领域主要概念的书。然后他会在下一个十年里转向另一个领域并重复这种模式。因此,他在1929年至1939年期间研究了恒星结构,包括白矮星理论,随后在1939年至1943年期间专注于恒星动力学和布朗运动理论。接下来,他从1943年到1950年专注于辐射转移理论和氢负离子的量子理论。随后是从1950年到1961年的湍流和流体动力和流体磁力稳定性的持续工作。在20世纪60年代,他研究了平衡椭球体的平衡和稳定性,以及广义相对论。在1971年至1983年期间,他研究了黑洞的数学理论,最后,在80年代末,他研究了碰撞引力波的理论。
与学生的合作
Chandra与他的学生密切合作,并表示对一个事实感到骄傲,即在从大约1930年到1980年的约50年期间,他共同作者合作者的平均年龄保持不变,约为30岁。他坚持学生在获得博士学位前称呼他为"Chandrasekhar",之后他们像其他同事一样被鼓励称呼他为"Chandra"。当Chandrasekhar在1940年代在Yerkes Observatory工作时,他每个周末都要驱车150英里(240公里)往返到Chicago大学教授一门课程。参加该课程的两名学生Tsung-Dao Lee和Chen-Ning Yang在他获得诺贝尔奖之前就获得了诺贝尔奖。关于他讲座中的课堂互动,著名天体物理学家Carl Sagan根据第一手经验表示,来自准备不足学生的"无关紧要的问题"被"以大规模处决的方式处理",而有价值的问题"获得了认真的关注和回应"。
其他活动
从1952年到1971年,Chandrasekhar是《天体物理学杂志》的编辑。当Eugene Parker在1957年提交了关于他的太阳风发现的论文时,两位杰出的评论员拒绝了这篇论文。然而,由于Chandra作为编辑在Parker的工作中找不到任何数学缺陷,他继续在1958年发表了这篇论文。
在1990年至1995年间,Chandrasekhar从事一个项目,使用普通微积分的语言和方法来解释Sir Isaac Newton的《自然哲学的数学原理》中的详细几何论证。这项工作的结果是1995年出版的《普通读者的Newton原理》一书。Chandrasekhar是国际科学院的荣誉成员。
个人生活
Chandrasekhar在1936年9月与Lalitha Doraiswamy结婚。他在Presidency College作为同学遇见了她。Chandrasekhar是C.V. Raman的侄子,他是一位



