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Subrahmanyan Chandrasekhar는 미국에서 직업 생활을 보낸 인도계 미국인 천체물리학자였습니다. 그는 "별의 구조와 진화에 중요한 물리적 과정에 대한 이론적 연구"로 William A. Fowler와 함께 1983년 노벨 물리학상을 수상했습니다. 그의 별 진화에 대한 수학적 처리는 거대한 별과 검은 구멍의 후기 진화 단계의 많은 현대적 이론 모델을 만들어냈습니다. Chandrasekhar limit은 그의 이름을 따서 명명되었습니다.
Chandrasekhar는 평생 동안 다양한 물리 문제에 대해 작업했으며, 별의 구조, 백색왜성, 별 역학, 확률적 과정, 방사 전달, 수소 음이온의 양자 이론, 유체역학 및 자기유체역학 안정성, 난류, 평형 및 평형 타원체 도형의 안정성, 일반상대성이론, 검은 구멍의 수학 이론 및 충돌하는 중력파 이론에 대한 현대적 이해에 기여했습니다. Cambridge 대학에서 그는 백색왜성 별의 구조를 설명하는 이론 모델을 개발했으며, 이는 그들의 퇴화 물질을 구성하는 전자의 속도와 질량의 상대론적 변화를 고려했습니다. 그는 백색왜성의 질량이 태양의 1.44배를 초과할 수 없음을 보였습니다 – Chandrasekhar limit입니다. Chandrasekhar는 Jan Oort와 다른 사람들이 처음 설명한 별 역학의 모델을 수정했으며, 은하계 중심 주위를 회전하는 별들에 대한 은하계 내에서의 변동하는 중력장의 영향을 고려했습니다. 이 복잡한 동역학 문제에 대한 그의 해결책은 20개의 편미분 방정식 세트를 포함했으며, 별을 감속시키고 별 집단을 안정화하는 데 도움이 되는 이중 효과를 가진 '동역학적 마찰'이라는 새로운 양을 설명했습니다. Chandrasekhar는 이 분석을 성간 매질로 확장했으며, 은하 가스와 먼지의 구름이 매우 불균등하게 분포되어 있음을 보였습니다.
Chandrasekhar는 Presidency College, Madras(현재 Chennai)와 Cambridge 대학에서 공부했습니다. Chicago 대학의 장기 교수였던 그는 Yerkes Observatory에서 일부 연구를 수행했으며, 1952년부터 1971년까지 The Astrophysical Journal의 편집자로 일했습니다. 그는 1937년부터 1995년 84세의 나이에 사망할 때까지 Chicago 대학의 교수진에 있었으며, Morton D. Hull 이론천체물리학 저명 교수였습니다.
초기 생활 및 교육
Chandrasekhar는 1910년 10월 19일 Lahore, Punjab, 영국령 인도(현재 파키스탄)의 타밀 브라만 가족에서 Sita Balakrishnan(1891-1931)과 Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar(1885-1960)에게 태어났습니다. 그의 아버지는 당시 Chandrasekhar 출생 당시 북서부 철도의 감사 부국장으로 Lahore에 주둔하고 있었습니다. 그는 두 명의 나이 많은 자매 Rajalakshmi와 Balaparvathi, 세 명의 어린 형제 Vishwanathan, Balakrishnan, Ramanathan과 네 명의 어린 자매 Sarada, Vidya, Savitri, Sundari가 있었습니다. 그의 부계 삼촌은 인도의 물리학자이자 노벨상 수상자인 C. V. Raman이었습니다. 그의 어머니는 지적 추구에 헌신했으며, Henrik Ibsen의 A Doll's House를 타밀어로 번역했고 어린 시절 Chandra의 지적 호기심을 자극한 것으로 알려져 있습니다. 가족은 1916년 Lahore에서 Allahabad로 이주했으며, 마지막으로 1918년 Madras에 정착했습니다.
Chandrasekhar는 12세까지 가정에서 교육을 받았습니다. 중학교에서 그의 아버지는 그에게 수학과 물리학을 가르쳤고 그의 어머니는 그에게 타밀어를 가르쳤습니다. 그는 나중에 Hindu High School, Triplicane, Madras에서 1922-25년 동안 다녔습니다. 그 후 그는 1925년부터 1930년까지 Presidency College, Madras에서 공부했으며, Arnold Sommerfeld의 강연에 영감을 받아 1929년에 "The Compton Scattering and the New Statistics"라는 첫 번째 논문을 작성했습니다. 그는 1930년 6월에 물리학 학사 학위(BSc Hon.)를 취득했습니다. 1930년 7월, Chandrasekhar는 Cambridge 대학에서 대학원 연구를 추구하기 위해 인도 정부 장학금을 수여받았으며, Trinity College, Cambridge에 입학했습니다. R. H. Fowler와의 첫 번째 논문 소통으로 확보되었습니다. 영국으로의 여행 중에 Chandrasekhar는 백색왜성의 퇴화 전자 가스의 통계 역학을 개발하는 데 시간을 보냈으며, Fowler의 이전 작업에 상대론적 보정을 제공했습니다(아래 레거시 참조).
Cambridge 대학에서
Cambridge의 첫 번째 해에 Fowler의 연구 학생으로서 Chandrasekhar는 평균 불투명도를 계산하고 그 결과를 퇴화 별의 한계 질량에 대한 개선된 모델 구성에 적용하는 데 시간을 보냈습니다. Royal Astronomical Society의 회의에서 그는 E. A. Milne을 만났습니다. Max Born의 초대로 대학원 과정의 두 번째 해인 1931년 여름에 그는 Born의 Göttingen 연구소에서 불투명도, 원자 흡수 계수 및 모델 별 광구에 대해 작업했습니다. P. A. M. Dirac의 조언에 따라 그는 대학원 과정의 마지막 해를 Copenhagen의 Institute for Theoretical Physics에서 보냈으며, Niels Bohr를 만났습니다.
1933년 여름 퇴화 별에 대한 작업으로 동메달을 받은 후, Chandrasekhar는 회전하는 자기 중력 다항식에 대한 4개의 논문 중 하나인 논문으로 Cambridge에서 박사 학위를 수여받았습니다. 10월 9일, 그는 1933-1937년 기간에 Trinity College의 Prize Fellowship으로 선출되었으며, 16년 전 Srinivasa Ramanujan 이후 Trinity Fellowship을 받은 두 번째 인도인이 되었습니다. 그는 펠로우십을 받지 못할 것이라고 너무 확신했기 때문에 그 가을에 Oxford의 Milne 아래에서 공부할 준비를 이미 했고, 심지어 그곳에 아파트를 임차하는 정도까지 갔습니다.
이 기간 동안 Chandrasekhar는 영국 물리학자 Sir Arthur Eddington과 친해졌습니다. 1935년 London의 Royal Astronomical Society에서 악명 높은 만남에서, Eddington은 Chandrasekhar limit 개념을 공개적으로 조롱했습니다. Eddington은 나중에 컴퓨터와 1972년 검은 구멍의 첫 번째 긍정적 식별에 의해 잘못된 것으로 증명되었지만, 이 만남은 Chandrasekhar가 영국 외부의 고용을 고려하도록 했습니다. 나중에 인생에서 여러 번, Chandrasekhar는 Eddington의 행동이 부분적으로 인종 차별에 의해 동기부여되었다는 견해를 표현했습니다.
경력 및 연구
초기 경력
1935년, Harvard Observatory의 이사인 Harlow Shapley가 Chandrasekhar를 3개월 기간의 이론천체물리학 방문 강사로 초대했습니다. 그는 12월에 미국으로 여행했습니다. Harvard 방문 중에 Chandrasekhar는 Shapley에게 깊은 인상을 주었지만, Harvard 연구 펠로우십 제안을 거절했습니다. 동시에 Chandrasekhar는 당시 백색왜성의 주요 권위자였던 저명한 네덜란드 천체물리학 관측자인 Gerard Kuiper를 만났습니다. Kuiper는 Wisconsin의 Williams Bay에 있는 Yerkes Observatory의 이사인 Otto Struve에 의해 최근에 모집되었으며, Chicago 대학과 대학 회장 Robert Maynard Hutchins에 의해 운영되었습니다. Chandrasekhar를 알고 있던 Struve는 Kuiper와 함께 천체물리학의 3개 교수 직책 중 하나를 고려하고 있었습니다. 다른 공석은 덴마크 이론가인 Bengt Stromgren에 의해 채워졌습니다. Kuiper의 칭찬으로 가득 찬 추천에 따라 Struve는 1936년 3월에 Chandrasekhar를 Yerkes로 초대했고 그에게 일자리를 제안했습니다. Chandrasekhar가 매우 관심이 있었지만, 그는 처음에 제안을 거절했고 영국으로 떠났습니다. Hutchins이 항해 중에 Chandrasekhar에게 라디오그램을 보낸 후, 그는 마침내 수락했고, 1936년 12월에 이론천체물리학 조교수로서 Yerkes로 돌아왔습니다. Hutchins는 또한 Struve이 조직한 강좌 교학에 대한 Chandra의 참여를 인종 차별에 기반해 거부한 학장 Henry Gale에 의해 거부된 경우에 개입했습니다. Hutchins는 "모든 수단으로 Mr. Chandrasekhar를 가르치도록 하세요"라고 말했습니다.
Chandrasekhar는 그의 전체 경력을 Chicago 대학에서 보냈습니다. 그는 1941년에 부교수로 승진했고 2년 후 단 33세의 나이에 정교수로 승진했습니다. 1946년, Princeton 대학이 Henry Norris Russell이 공석으로 남긴 자리를 Chandrasekhar에게 제안했을 때, Chicago의 급여의 2배였고, Hutchins는 그의 급여를 Princeton의 급여와 일치하도록 인상했고 Chandrasekhar가 Chicago에 머물도록 설득했습니다. 1952년, Enrico Fermi의 초대로 그는 Morton D. Hull 이론천체물리학 저명 교수 및 Enrico Fermi Institute가 되었습니다. 1953년, 그와 그의 아내 Lalitha Chandrasekhar는 미국 시민권을 취득했습니다. 유명하게, Chandrasekhar는 저명한 미국 천문학자인 Henry Norris Russell을 계승할 Princeton 대학 Observatory의 이사로서의 제안을 포함하여 다른 대학의 많은 제안을 거절했습니다.
1966년에 NASA에 의해 대학에 건설된 Laboratory for Astrophysics and Space Research(LASR) 이후, Chandrasekhar는 2층의 4개 모서리 사무실 중 하나를 차지했습니다. 다른 모서리에는 John A. Simpson, Peter Meyer, Eugene N. Parker가 있었습니다. Chandrasekhar는 1960년대 후반에 고층 아파트 단지가 건설된 후 4800 Lake Shore Drive에 거주했으며, 나중에 5550 Dorchester Building에 거주했습니다.
제2차 세계대전
제2차 세계대전 중에 Chandrasekhar는 Maryland의 Aberdeen Proving Ground에 있는 Ballistic Research Laboratory에서 일했습니다. 그곳에서 그는 탄도 문제에 대해 작업했으며, 1943년의 "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", "The normal reflection of a blast wave"와 같은 보고서를 만들었습니다. Chandrasekhar의 유체역학 전문 지식은 Robert Oppenheimer가 그를 Los Alamos의 Manhattan Project에 참여하도록 초대했지만, 보안 승인 처리의 지연으로 인해 프로젝트에 기여하지 못했습니다. 그가 Calutron 프로젝트를 방문했다는 소문이 있습니다.
체계화의 철학
그는 그의 과학 연구가 자신의 능력을 최대한 발휘하여 과학의 다양한 주제의 진전에 참여하려는 욕망에 의해 동기부여되었으며, 그의 작업을 기본으로 하는 주요 동기는 체계화였다고 썼습니다. "과학자가 본질적으로 하려는 것은 특정 영역, 특정 측면 또는 특정 세부 사항을 선택하고 그것이 형태와 일관성을 가진 일반적인 계획에서 적절한 위치를 차지하는지 확인하는 것입니다. 그렇지 않으면, 그것을 하는 데 도움이 될 추가 정보를 찾는 것입니다."
Chandrasekhar는 물리학과 천체물리학의 여러 분야를 숙달하는 독특한 스타일을 개발했습니다. 결과적으로 그의 근무 생활은 서로 다른 기간으로 나눌 수 있습니다. 그는 특정 영역을 철저히 연구하고, 그 영역에 여러 논문을 발표한 후, 그 분야의 주요 개념을 요약하는 책을 작성했습니다. 그 다음 그는 다음 10년 동안 다른 분야로 이동하여 패턴을 반복했습니다. 따라서 그는 1929년부터 1939년까지 백색왜성 이론을 포함한 별의 구조를 연구했으며, 그 후 1939년부터 1943년까지 별 역학, 브라운 운동 이론에 집중했습니다. 다음으로 그는 1943년부터 1950년까지 방사 전달 이론과 수소의 음이온의 양자 이론에 집중했습니다. 이어 1950년부터 1961년까지 난류 및 유체역학과 자기유체역학 안정성에 대한 지속적인 작업이 이어졌습니다. 1960년대에 그는 평형 타원체 도형의 평형 및 안정성, 그리고 일반상대성이론도 연구했습니다. 1971년부터 1983년까지 그는 검은 구멍의 수학 이론을 연구했으며, 마지막으로 80년대 후반에 충돌하는 중력파 이론에 대해 작업했습니다.
학생들과의 작업
Chandra는 그의 학생들과 밀접하게 일했으며, 대략 1930년부터 1980년까지의 50년 기간에 그의 공저자 협력자들의 평균 나이가 약 30세로 동일하게 유지되었다는 사실에 대해 자부심을 표현했습니다. 그는 학생들이 박사 학위를 받을 때까지 그를 "Chandrasekhar"라고 부르도록 주장했으며, 그 후 다른 동료들처럼 그를 "Chandra"라고 부르도록 권장했습니다. Chandrasekhar가 1940년대에 Yerkes Observatory에서 일할 때, 그는 매주 말마다 Chicago 대학에서 강좌를 가르치기 위해 150마일(240km)을 왕복했습니다. 강좌를 들은 2명의 학생, Tsung-Dao Lee와 Chen-Ning Yang은 그가 자신을 위해 얻을 수 있기 전에 노벨상을 받았습니다. 그의 강의 중 강실 상호작용과 관련하여, 저명한 천체물리학자 Carl Sagan은 첫 직접 경험에서 준비되지 않은 학생들의 "경박한 질문"이 "요약 집행의 방식으로 처리되었다"고 말했으며, 가치 있는 질문은 "진지한 주의와 응답을 받았습니다".
기타 활동
1952년부터 1971년까지 Chandrasekhar는 The Astrophysical Journal의 편집자였습니다. Eugene Parker가 1957년 태양풍 발견에 관한 논문을 제출했을 때, 두 명의 저명한 심사자가 논문을 거절했습니다. 그러나 편집자로서의 Chandra가 Parker의 작업에서 수학적 결함을 찾을 수 없었기 때문에, 그는 1958년에 논문을 발표했습니다.
1990년부터 1995년까지, Chandrasekhar는 Sir Isaac Newton의 Philosophiae
