Субрахманьян Чандрасекар

В январе 1935 года на заседании Королевского астрономического общества в Лондоне молодой физик изложил расчёты, из которых следовало, что массивная звезда, исчерпав топливо, не может бесконечно оставаться белым карликом. Ответ держал Артур Эддингтон — и публично высмеял докладчика. Через полвека за работу, выросшую из этих расчётов, Субрахманьяну Чандрасекару дадут Нобелевскую премию по физике.

Предел, которого не хотели замечать

Чандрасекар родился 19 октября 1910 года в Лахоре, где его отец служил помощником аудитора железных дорог северо-запада Британской Индии. С восьми лет семья жила в Мадрасе. По национальности он тамил, а его дядя по отцовской линии — Чандрасекар Венката Раман, лауреат Нобелевской премии по физике 1930 года. До двенадцати лет мальчик учился дома, затем посещал старшую школу в Трипликане.

В 1930 году он окончил Президентский колледж Мадрасского университета со степенью бакалавра физики. Ещё студентом, вдохновлённый лекцией Арнольда Зоммерфельда и личным общением с ним, отправил в «Труды» британского Королевского общества свою первую научную работу — «Эффект Комптона и Новая статистика»; опубликована она была в 1929 году. В том же возрасте он вёл работу над пятью статьями одновременно. В Индии успел пообщаться и с Вернером Гейзенбергом, получил поддержку Мегнада Сахи, переписывался с Ральфом Фаулером. Поддерживал борьбу за независимость Индии, стал поклонником Джавахарлала Неру и посещал митинги — за что был оштрафован.

Кембридж, Копенгаген и звёзды, которые не желают успокаиваться

Стипендия правительства Индии позволила продолжить обучение в Тринити-колледже Кембриджского университета, где научным руководителем Чандрасекара стал Ральф Фаулер; занимался он также у Эдуарда Артура Милна. Лето 1931 года провёл в институте Макса Борна в Гёттингене. По совету Поля Дирака, некоторое время замещавшего Фаулера на посту руководителя, год проучился в Северном институте теоретической физики в Копенгагене, где встречался с Нильсом Бором.

В 1931—1932 годах вышли его первые статьи о строении белых карликов. Разбирая условия механического равновесия, Чандрасекар доказал: у белого карлика есть предельная масса — «предел Чандрасекара». Звезда тяжелее этого предела минует стадию белого карлика, продолжает сжиматься и сбрасывает газовую оболочку, превращаясь в нейтронную звезду. Позднее он построил полную теорию эволюции и внутреннего строения массивных звёзд. В 1942 году вместе с Марио Шёнбергом определил предел для изотермического ядра звезды, при превышении которого термоядерные реакции начинают идти в сферическом слое вне ядра, — «предел Шёнберга — Чандрасекара». Эти представления легли в основу моделей строения красных гигантов.

В 1933—1937 годах он работал в Кембриджском университете, с 1937 года — в Йеркской обсерватории и преподавал в Чикагском университете, а с 1942 года — в должности профессора. В годы Второй мировой войны участвовал в работах в рамках Манхэттенского проекта. С 1952 по 1971 год возглавлял редакцию журнала «Astrophysical Journal».

Чёрные дыры, атмосферы и вращающаяся жидкость

Круг его работ широк: гидродинамика, теория эволюции и внутреннего строения звёзд, звёздные атмосферы, звёздная динамика, чёрные дыры, стохастические процессы. Значительным результатом стало разделение переменных в уравнении Дирака, описывающем электроны и фермионы, в пространстве-времени Керра — вращающейся чёрной дыры. Чандрасекар проанализировал перенос излучения в звёздных атмосферах и предложил методы решения соответствующих уравнений, на основе классической механики создал теорию звёздной динамики, разработал математический аппарат теории возмущений чёрных дыр и применил его для проверки устойчивости этих объектов. В гидродинамике рассмотрел конвекцию, в том числе в присутствии магнитного поля, предложил вириальный метод решения задач и использовал его для анализа равновесия и устойчивости вращающейся гравитирующей жидкости.

В 1983 году ему присудили Нобелевскую премию по физике — «За теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звёзд»; премию разделил с ним Уильям Альфред Фаулер. К тому времени за плечами Чандрасекара были членство в Лондонском королевском обществе с 1944 года и в Национальной академии наук США с 1955 года, Королевская медаль, медаль Генри Дрейпера, премия Генри Норриса Рассела, медаль Карла Шварцшильда, медаль Кэтрин Брюс, премия Томалла, премия Румфорда, премия Марселя Гроссмана и другие награды. В его честь названа орбитальная обсерватория «Чандра».

Умер Субрахманьян Чандрасекар 21 августа 1995 года в Чикаго.

Вопросы, которые задают о Чандрасекаре

Что такое предел Чандрасекара?

Предельная масса белого карлика, которую Чандрасекар вывел в начале 1930-х из условий механического равновесия. Звезда тяжелее этого предела минует стадию белого карлика, продолжает сжиматься и сбрасывает газовую оболочку, образуя нейтронную звезду.

Почему его доклад осмеяли в Лондоне?

В конце 1935 года на заседании Королевского астрономического общества Артур Эддингтон в своём ответе публично высмеял выступление Чандрасекара, изложившего идеи и расчёты о возможности коллапсирования звёзд в белые карлики.

За что он получил Нобелевскую премию?

Премию по физике 1983 года ему присудили за теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звёзд. Вместе с ним награду получил Уильям Альфред Фаулер.