Субрахманьян Чандрасекхар FRS ( / ˌ tʃ æ n d r ə ˈ ʃ eɪ k ər / ; [3] 19 октября 1910 — 21 августа 1995) [4] был индийско-американским физиком-теоретиком , который провел свою профессиональную жизнь в Соединенных Штатах . Он разделил Нобелевскую премию по физике 1983 года с Уильямом А. Фаулером за «...теоретические исследования физических процессов, важных для структуры и эволюции звезд». Его математическая обработка звездной эволюции привела к созданию многих современных теоретических моделей поздних стадий эволюции массивных звезд и черных дыр . [5] [6] Многие концепции, учреждения и изобретения, в том числе предел Чандрасекара и рентгеновская обсерватория Чандра , названы в его честь. [7]
Чандрасекхар в течение своей жизни работал над широким спектром проблем физики, внося свой вклад в современное понимание звездной структуры , белых карликов , звездной динамики , случайных процессов , переноса излучения , квантовой теории аниона водорода , гидродинамической и гидромагнитной стабильности, турбулентности , равновесие и устойчивость эллипсоидных фигур равновесия , общая теория относительности , математическая теория черных дыр и теория сталкивающихся гравитационных волн. [8] В Кембриджском университете он разработал теоретическую модель, объясняющую структуру звезд белых карликов, которая учитывала релятивистское изменение массы со скоростями электронов, составляющих их вырожденное вещество. Он показал, что масса белого карлика не может превышать массу Солнца в 1,44 раза — предел Чандрасекара . Чандрасекар пересмотрел модели звездной динамики, впервые изложенные Яном Оортом и другими, рассмотрев влияние флуктуирующих гравитационных полей внутри Млечного Пути на звезды, вращающиеся вокруг галактического центра. Его решение этой сложной динамической проблемы включало набор из двадцати дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих новую величину, которую он назвал « динамическим трением », которая имеет двойной эффект: замедляет звезду и помогает стабилизировать скопления звезд. Чандрасекар распространил этот анализ на межзвездную среду, показав, что облака галактического газа и пыли распределены очень неравномерно.
Чандрасекхар учился в Президентском колледже Мадраса (ныне Ченнаи ) и Кембриджском университете. Будучи давним профессором Чикагского университета , он проводил некоторые исследования в Йерксской обсерватории и работал редактором «Астрофизического журнала» с 1952 по 1971 год. Он работал на факультете в Чикаго с 1937 года до своей смерти в 1995 году в Чикагском университете. в возрасте 84 лет он был заслуженным профессором теоретической астрофизики Мортона Д. Халла . [9]
Чандрасекхар родился в Лахоре 19 октября 1910 года в Британской Индии (современный Пакистан ) в семье тамильских брахманов , [10] в семье Ситы Балакришнан (1891–1931) и Чандрасекхары Субрахманья Айяра (1885–1960) [11] , который был на момент рождения Чандрасекара находился в Лахоре в качестве заместителя генерального аудитора Северо-Западных железных дорог. У него было две старшие сестры Раджалакшми и Балапарвати, три младших брата Вишванатан, Балакришнан и Раманатан и четыре младшие сестры Сарада, Видья, Савитри и Сундари. Его дядей по отцовской линии был индийский физик, лауреат Нобелевской премии Чандрасекхара Венката Раман . Его мать была предана интеллектуальным занятиям, перевела «Кукольный дом » Генрика Ибсена на тамильский язык , и ей приписывают то, что она пробудила интеллектуальное любопытство Чандры в раннем возрасте. [12] Семья переехала из Лахора в Аллахабад в 1916 году и, наконец, поселилась в Мадрасе в 1918 году.
Чандрасекхар обучался дома до 12 лет. [12] В средней школе отец преподавал ему математику и физику , а мать учила его тамильскому языку . Позже он посещал индуистскую среднюю школу в Трипликане , Мадрас , в 1922–25 годах. Впоследствии он учился в Президентском колледже Мадраса (филиале Мадрасского университета ) с 1925 по 1930 год, написав свою первую статью « Комптоновское рассеяние и новая статистика » в 1929 году после того, как его вдохновила лекция Арнольда Зоммерфельда . [13] Он получил степень бакалавра наук (с отличием) по физике в июне 1930 года. В июле 1930 года Чандрасекхар получил стипендию правительства Индии для продолжения обучения в аспирантуре Кембриджского университета , где он был принят в Тринити-колледж . Колледж , обеспеченный Р. Х. Фаулером , которому он написал свою первую работу. Во время своего путешествия в Англию Чандрасекхар занимался разработкой статистической механики вырожденного электронного газа в звездах белых карликов , внося релятивистские поправки в предыдущую работу Фаулера (см. «Наследие» ниже).
На первом году обучения в Кембридже, будучи студентом-исследователем Фаулера, Чандрасекар потратил время на расчет средней непрозрачности и применение своих результатов для построения улучшенной модели предельной массы вырожденной звезды. На заседаниях Королевского астрономического общества он познакомился с Э. А. Милном . По приглашению Макса Борна он провел лето 1931 года, свой второй год обучения в аспирантуре, в институте Борна в Геттингене , работая над непрозрачностью, коэффициентами атомного поглощения и моделями звездных фотосфер . По совету П.А.М. Дирака он провел свой последний год аспирантуры в Институте теоретической физики в Копенгагене , где познакомился с Нильсом Бором .
Получив бронзовую медаль за работу по вырожденным звездам, летом 1933 года Чандрасекхар получил в Кембридже степень доктора философии, защитив диссертацию среди своих четырех статей о вращающихся самогравитирующих многотропах . 9 октября он был избран стипендиатом Тринити-колледжа на период 1933–1937 годов, став лишь вторым индийцем, получившим стипендию Тринити после Шриниваса Рамануджана 16 лет назад. Он был настолько уверен, что не получит стипендию, что уже договорился о том, чтобы учиться у Милна той осенью в Оксфорде, вплоть до того, что снял там квартиру. [13]
За это время Чандрасекар познакомился с британским физиком сэром Артуром Эддингтоном . Эддингтон проявил интерес к его работе, но в январе 1935 года выступил с речью, резко критикующей работу Чандрасекара (см. #Спор с Эддингтоном и спор Чандрасекара-Эддингтона ).
В 1935 году директор Гарвардской обсерватории Харлоу Шепли пригласил Чандрасекара в качестве приглашенного лектора по теоретической астрофизике на трехмесячный период. В декабре он побывал в США. Во время своего визита в Гарвард Чандрасекхар произвел на Шепли большое впечатление, но отклонил его предложение о исследовательской стипендии в Гарварде. В то же время Чандрасекхар встретил Джерарда Койпера , известного голландского астрофизического наблюдателя, который в то время был ведущим специалистом по белым карликам. Койпера недавно завербовали Отто Струве , директор Йерксской обсерватории в Уильямс-Бей, штат Висконсин , которой руководил Чикагский университет , и президент университета Роберт Мейнард Хатчинс . Зная о Чандрасекаре, Струве тогда рассматривал его на одну из трех должностей факультета астрофизики наряду с Койпером; другую вакансию занял Бенгт Стромгрен , датский теоретик. [13] По рекомендации Койпера Струве пригласил Чандрасекара в Йеркс в марте 1936 года и предложил ему эту работу. Хотя Чандрасекар был очень заинтересован, он сначала отклонил предложение и уехал в Англию; после того, как Хатчинс отправил Чандрасекару радиограмму во время путешествия, он, наконец, согласился и вернулся в Йеркс в качестве доцента кафедры теоретической астрофизики в декабре 1936 года. [13] Хатчинс также вмешался в случай, когда участие Чандры в преподавании курса, организованного Струве, было наложено вето деканом Генри Гейлом на основании расовых предрассудков; Хатчинс сказал: «Во что бы то ни стало, пусть г-н Чандрасекар преподает». [14]
Чандрасекар оставался в Чикагском университете на протяжении всей своей карьеры. В 1941 году его повысили до адъюнкт -профессора, а два года спустя, в возрасте 33 лет, до профессора . зарплата соответствовала зарплате Принстона, и он убедил Чандрасекара остаться в Чикаго. В 1952 году по приглашению Энрико Ферми он стал заслуженным профессором теоретической астрофизики Института Энрико Ферми Мортона Д. Халла . В 1953 году он и его жена Лалита Чандрасекхар приняли американское гражданство. [15]
После того, как в 1966 году НАСА построила в университете Лабораторию астрофизики и космических исследований (LASR), Чандрасекхар занял один из четырех угловых кабинетов на втором этаже. (В других углах жили Джон А. Симпсон , Питер Мейер и Юджин Н. Паркер .) Чандрасекхар жил по адресу 4800 Lake Shore Drive после того, как в конце 1960-х годов был построен высотный жилой комплекс, а затем в 5550 Dorchester Building.
После окончания Кембриджа Чандрасекхар, который был в тесном контакте с Артуром Эддингтоном, представил полное решение своего звездного уравнения на собрании Королевского астрономического общества в 1935 году. Эддингтон заказал доклад сразу после Чандрасекара, где открыто раскритиковал теорию Чандрасекара. Это расстроило Чандрасекара и вызвало научный спор. Эддингтон отказался принять ограничение на массу звезды и предложил альтернативную модель. [16]
Чандрасекхар искал поддержки у выдающихся физиков, таких как Леон Розенфельд , Нильс Бор и Кристиан Мёллер , которые сочли аргументы Эддингтона недостаточными. Напряжение сохранялось в течение 1930-х годов, поскольку Эддингтон продолжал открыто критиковать Чандрасекара во время встреч, и они сравнивали теории друг друга в публикациях. Чандрасекхар в конечном итоге завершил свою теорию белых карликов в 1939 году, получив похвалу от других специалистов в этой области. Эддингтон умер в 1944 году, и, несмотря на их разногласия, Чандрасекхар продолжал заявлять, что восхищается Эддингтоном и считает его другом. [16]
Во время Второй мировой войны Чандрасекхар работал в Лаборатории баллистических исследований на Абердинском полигоне в Мэриленде. Там он работал над проблемами баллистики , в результате чего в 1943 году были опубликованы такие доклады, как « О распаде плоских ударных волн» , «Оптимальная высота разрыва 105-мм снаряда» , «Об условиях существования трех ударных волн» , [17] «О Определение скорости снаряда по биениям волн, возникающим в результате интерференции волн измененной частоты, отраженных от снаряда [18] и нормального отражения взрывной волны . [19] [8] Опыт Чандрасекара в гидродинамике побудил Роберта Оппенгеймера пригласить его присоединиться к Манхэттенскому проекту в Лос-Аламосе, но задержки в обработке его допуска помешали ему внести свой вклад в проект. Ходили слухи, что он посетил проект Калутрон .
Он писал, что его научные исследования были мотивированы его желанием участвовать в развитии различных предметов науки в меру своих способностей и что основным мотивом, лежащим в основе его работы, была систематизация . «По сути, учёный пытается выбрать определённую область, определённый аспект или определённую деталь и посмотреть, занимает ли это подобающее место в общей схеме, имеющей форму и последовательность; а если нет, то искать дальнейшие информацию, которая поможет ему это сделать». [20]
Чандрасекар разработал уникальный стиль освоения нескольких областей физики и астрофизики; следовательно, его трудовую жизнь можно разделить на отдельные периоды. Он тщательно изучал конкретную область, публиковал в ней несколько статей, а затем писал книгу, в которой суммировались основные концепции в этой области. Затем он перешел бы в другую область на следующее десятилетие и повторил бы тот же образец. Таким образом, он изучал звездную структуру , включая теорию белых карликов , в течение 1929–1939 годов, а затем сосредоточился на звездной динамике , теории броуновского движения с 1939 по 1943 год. Затем он сосредоточился на теории переноса излучения и квантовой теории. отрицательного иона водорода с 1943 по 1950 год. За этим последовали продолжительные работы по турбулентности , гидродинамической и гидромагнитной стабильности с 1950 по 1961 год. В 1960-х годах он изучал как равновесие, так и устойчивость эллипсоидальных фигур равновесия, а также общую теорию относительности. . В период с 1971 по 1983 годы он изучал математическую теорию черных дыр и, наконец, в конце 80-х годов работал над теорией сталкивающихся гравитационных волн . [8]
Чандра тесно сотрудничал со своими учениками и выражал гордость тем фактом, что за 50-летний период (примерно с 1930 по 1980 год) средний возраст его соавторов остался прежним – около 30 лет. Он настаивал на том, чтобы студенты обращались к его называли «профессором Чандрасекхаром», пока они не получили степень доктора философии, после чего им (как и другим коллегам) было предложено обращаться к нему как «Чандра». Когда Чандрасекар работал в обсерватории Йеркса в 1940-х годах, он каждые выходные проезжал 150 миль (240 км) туда и обратно, чтобы преподавать курс в Чикагском университете. Двое студентов, прошедших этот курс, Цунг-Дао Ли и Чен-Нин Ян , получили Нобелевскую премию раньше, чем он смог получить ее для себя. Что касается взаимодействия в классе во время его лекций, известный астрофизик Карл Саган на собственном опыте заявил, что «легкомысленные вопросы» неподготовленных студентов «решались в порядке дисциплинарной казни», в то время как вопросам заслуг «уделялось серьезное внимание и ответы». [21]
С 1952 по 1971 год Чандрасекхар был редактором «Астрофизического журнала» . [22] Когда Юджин Паркер представил статью об открытии солнечного ветра в 1957 году, два выдающихся рецензента отвергли эту статью. Однако, поскольку Чандра как редактор не смог найти никаких математических ошибок в работе Паркера, он пошел дальше и опубликовал статью в 1958 году. [23]
В период с 1990 по 1995 год Чандрасекхар работал над проектом, посвященным объяснению подробных геометрических аргументов в « Philosophiae Naturalis Principia Mathematica » сэра Исаака Ньютона , используя язык и методы обычного исчисления. Результатом этих усилий стала книга «Начала Ньютона для обычного читателя» , опубликованная в 1995 году. Чандрасекхар был почетным членом Международной академии наук. [ нужна цитата ]
Чандрасекхар также работал над столкновением гравитационных волн [24] и алгебраически специальными возмущениями. [25]
Чандрасекхар был племянником К.В. Рамана , лауреата Нобелевской премии по физике в 1930 году.
Чандрасекхар женился на Лалите Дорайсвами в сентябре 1936 года. Он познакомился с ней, когда был сокурсником в Президентском колледже . Он стал натурализованным гражданином США в 1953 году. Многие считали его теплым, позитивным, щедрым, скромным, дотошным и открытым для дискуссий, в то время как некоторые другие считали его замкнутым, устрашающим, нетерпеливым и упрямым в ненаучных вопросах [21]. и не прощал тех, кто высмеивал его работу. [26]
Чандрасекхар умер от сердечного приступа в больнице Чикагского университета в 1995 году, пережив предыдущий сердечный приступ в 1975 году. [21] У него осталась жена, которая умерла 2 сентября 2013 года в возрасте 102 лет. [27] Она серьезно изучал литературу и западную классическую музыку. [26]
Однажды, участвуя в дискуссии о Бхагавад-гите , Чандрасекхар сказал:
«Я хотел бы предварить свои замечания личным заявлением, чтобы мои последующие замечания не были поняты неправильно. Я считаю себя атеистом». [28]
Это неоднократно подтверждалось и в других его выступлениях. Камешвар К. Вали процитировал его слова:
«Я не религиозен ни в каком смысле; на самом деле я считаю себя атеистом». [29]
В интервью Кевину Крисцюнасу в Чикагском университете 6 октября 1987 года Чандрасекхар прокомментировал:
«Конечно, он ( Отто Струве ) знал, что я атеист, и никогда не поднимал со мной эту тему». [30]
Чандрасекхар был вегетарианцем . [31]
Чандрасекар был удостоен половины Нобелевской премии по физике в 1983 году за исследования физических процессов, важных для структуры и эволюции звезд . Чандрасекхар принял эту честь, но был расстроен тем, что в цитате упоминалась только его самая ранняя работа, посчитав это принижением достижения всей его жизни. Он поделился этим с Уильямом А. Фаулером .
Самая известная работа Чандрасекара посвящена астрофизическому пределу Чандрасекара . Предел дает максимальную массу белого карлика, ~ 1,44 массы Солнца , или, что эквивалентно, минимальную массу, которую необходимо превысить, чтобы звезда схлопнулась в нейтронную звезду или черную дыру (вслед за сверхновой ). Предел был впервые рассчитан Чандрасекаром в 1930 году во время его первого путешествия из Индии в Кембридж (Англия) для учебы в аспирантуре. В 1979 году НАСА назвало третью из четырех своих « Великих обсерваторий » в честь Чандрасекара. Это последовало за конкурсом имен, в котором приняли участие 6000 заявок из пятидесяти штатов и шестидесяти одной страны. Рентгеновская обсерватория «Чандра» была запущена и развернута космическим кораблем «Колумбия» 23 июля 1999 года. В его честь названо число Чандрасекара , важное безразмерное число магнитогидродинамики . Астероид 1958 Чандра также назван в честь Чандрасекара. Его именем назван Гималайский телескоп Чандра . В «Биографических мемуарах членов Лондонского королевского общества» Р. Дж. Тайлер писал: «Чандрасекхар был классическим прикладным математиком, чьи исследования в основном применялись в астрономии и чьи подобные, вероятно, никогда больше не появятся». [1]
Чандрасекхар руководил 45 аспирантами. [42] После его смерти его жена Лалита Чандрасекхар подарила деньги, полученные им Нобелевской премии, Чикагскому университету на создание Мемориальной стипендии Субраманьяна Чандрасекара. Эта стипендия, впервые присуждаемая в 2000 году, ежегодно вручается выдающимся претендентам на поступление в аспирантуру по программам докторантуры факультета физики или факультета астрономии и астрофизики. [43] Премия С. Чандрасекара по физике плазмы — это награда, присуждаемая Ассоциацией Азиатско-Тихоокеанских физических обществ (AAPS) выдающимся физикам плазмы, учрежденная в 2014 году. [44]
Институт астрофизики Чандра (CAI) — это программа, предлагаемая для старшеклассников, интересующихся астрофизикой, под руководством ученых Массачусетского технологического института [45] и спонсируемая рентгеновской обсерваторией Чандра . [46] Карл Саган похвалил его в книге « Мир, населенный демонами» : «Я открыл, что такое настоящая математическая элегантность, от Субраманьяна Чандрасекара». 19 октября 2017 года Google показал дудл Google в 28 странах в честь 107-летия Чандрасекара и ограничения Чандрасекара . [47] [48]
В 2010 году, по случаю 100-летия Чандры, Чикагский университет провел симпозиум под названием « Симпозиум столетия Чандрасекара 2010» , в котором приняли участие такие ведущие астрофизики, как Роджер Пенроуз , Кип Торн , Фримен Дайсон , Джаянт В. Нарликар , Рашид Сюняев , Г. Шринивасан , и Клиффорд Уилл . Его исследовательские доклады были опубликованы в 2011 году в виде книги под названием « Потоки жидкости в черные дыры: дань уважения С. Чандрасекару к столетнему юбилею со дня его рождения ». [49] [50] [51]
Чандрасекар за свою жизнь опубликовал около 380 статей [53] [1] . Свою первую статью об эффекте Комптона он написал в 1928 году, еще будучи студентом бакалавриата [54], а последняя статья, принятая к публикации всего за два месяца до его смерти, была в 1995 году и посвящена нерадиальным колебаниям звезд. [55] Издательство Чикагского университета опубликовало избранные статьи Чандрасекара в семи томах.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )СК: Я не религиозен ни в каком смысле; на самом деле я считаю себя атеистом.
СМИ от Commons
Цитаты из Wikiquote
Тексты из Wikisource
Данные из Викиданных
