蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡

蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡

蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡是一位印度裔美國籍物理學家和天體物理學家。錢德拉塞卡在1983年因在星體結構和進化的研究而與另一位美國體物理學家威廉·艾爾弗雷德·福勒共同獲諾貝爾物理學獎。他也是另一個獲諾貝爾獎的物理學家拉曼的親戚。錢德拉塞卡從1937年開始在芝加哥大學任職,直到1995年去世為止。他在1953年成為美國的公民。錢德拉塞卡興趣廣泛,年輕時曾學習過德語,並讀遍自莎士比亞到托馬斯·哈代時代的各種文學作品。

  • 中文名稱
    蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡
  • 外文名稱
    Subrahmanyan Chandrasekhar
  • 國籍
    美國
  • 出生地
    英屬印度旁遮普地區拉合爾
  • 出生日期
    1910年10月19日
  • 逝世日期
    1995年8月21日
  • 職業
    物理學家,天體物理學家
  • 畢業院校
    劍橋大學
  • 主要成就
    錢德拉塞卡極限諾貝爾物理學獎(1983年)科普利獎章(1984年)美國國家科學獎章(1967年)

人物簡介

蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar,1910年10月19日-1995年8月15日),在恆星內部結構理論、恆星和行星大氣的輻射轉移理論、星系動力學、電漿天體物理學、宇宙磁流體力學相對論天體物理學等方面都有重要貢獻。 1983年因在星體結構和進化的研究而獲諾貝爾物理學獎。他是另一個獲諾貝爾獎的物理學家拉曼的親戚。

錢德拉塞卡錢德拉塞卡

他一生中寫了約四百篇論文和諸多書籍。他興趣廣泛,年青時曾學習德語,讀遍自莎士比亞到托馬斯·哈代的文學作品。

1937年起錢德拉塞卡在芝加哥大學工作,1953年取得美國國籍。晚年他曾研讀牛頓的《自然哲學的數學原理》,並寫了《Newton's Principia for the Common Reader》。但此書出版後不久他便逝世了。

他算過白矮星的最高質量,即錢德拉塞卡極限。所謂"錢德拉塞卡極限"是指一顆白矮星能擁有的最大質量,任何超過這一質量的恆星將以中子星或黑洞的形式結束它們的命運。

人生經歷

錢德拉塞卡于1910年出生在英屬印度旁遮普地區拉合爾(現在的巴基斯坦),在家中排名第3,父親為印度會計暨審計部門的高階官員。

錢德拉塞卡的父親也是一位技術嫻熟的卡納蒂克音樂(Carnatic music)演奏者與一些音樂學著作的作者。他的母親則是一位知識份子,並曾將亨利克·易卜生的劇作《玩偶之家》翻譯成泰米爾語。

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錢德拉塞卡起初在家中學習,後來則進入清奈的高中就讀(1922年至1925年間)。他在1925年至1930年進入了清奈的院長學院(Presidency College),並獲得學士學位。錢德拉塞卡在1930年7月獲得印度政府的獎學金,于是前往英國劍橋大學深造。他後來進入劍橋三一學院就讀,並成為勞夫·哈沃德·福勒(Ralph Howard Fowler)的學生。在保羅·狄拉克的建議下,錢德拉塞卡花費一年的時間在哥本哈根進行研究,並且認識了尼爾斯·玻爾。

錢德拉塞卡在1933年夏天獲得劍橋大學的博士學位,並且在當年十月成為三一學院的研究員(1933年-1937年),他在這段時期認識了天文學家亞瑟·愛丁頓與愛德華·亞瑟·米爾恩(Edward Arthur Milne)。

錢德拉塞卡在1936年與Lalitha Doraiswamy結婚。

蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡,1930年畢業于印度馬德拉斯大學,1933年獲得英國劍橋大學三一學院博士學位。

1930~1934年在英國劍橋大學三一學院學習理論物理。

1933~1937年在該校任教。

1937年1月返回芝加哥大學,成為天文學家鄂圖·斯特魯維(Otto Struve)博士與羅伯·胡欽斯的助理教授。他後來都沒有離開過芝加哥大學,並在1952年成為天體物理學教授,並且在1985年退休。

他曾經在威斯康辛洲威斯康辛灣的葉凱士天文台進行過一些研究,它隸屬于芝加哥大學

在第二次世界大戰期間,錢德拉塞卡在馬裏蘭州亞伯丁試驗場(Aberdeen Proving Ground)的彈道學研究實驗室工作,進行彈道學的研究,並完成一些報告,例如《On the decay of plane shock waves》與《The normal reflection of a blast wave》。

在1929年-1939年,錢德拉塞卡將研究目標集中在恆星結構,其中也包括白矮星的理論。後來在1939年-1943年間,他則繼續研究恆星動力學(Stellar dynamics)。1943年-1950年間,錢德拉塞卡集中研究輻射傳輸。他後來在1950年開始研究磁流體穩定性與流體動力學,直到1961年才告一段落。從1971年開始,他對于黑洞的數學理論進行研究。在1980年代後期,他則以引力波碰撞為研究題材。

年輕時候的錢德拉塞卡年輕時候的錢德拉塞卡

錢德拉塞卡在1952~1971年任美國《天體物理學雜志》主編。他在恆星內部結構理論、恆星和行星大氣的輻射轉移理論、星系動力學、電漿天體物理學、宇宙磁流體力學和相對論天體物理學等方面都有重要貢獻。 從1990年至1995年之間,他曾研讀牛頓的《自然哲學的數學原理》,並在1995年出版了Newton's Principia for the Common Reader。

錢德拉塞卡也是國際科學學會(International Academy of Sciences)的榮譽會員。錢德拉塞卡在1995年因心髒衰竭去世于芝加哥,他一生中寫了約四百篇論文。

1983年因在星體結構和進化的研究而獲諾貝爾物理學獎。他是另一個獲諾貝爾獎的物理學家拉曼的親戚。

他興趣廣泛,年青時曾學習德語,讀遍自莎士比亞到托馬斯·哈代的文學作品。

1937年起錢德拉塞卡在芝加哥大學工作,1953年取得美國國籍。晚年他曾研讀牛頓的《自然哲學的數學原理》,並寫了《Newton's Principia for the Common Reader》。此書出版後不久他便逝世了。

研究成果

錢德拉塞卡早期從事恆星內部結構理論的研究。他利用完全簡並的電子氣體的物態方程建立白矮星模型,導出白矮星的質量上限是太陽質量的1.44倍。這就是著名的錢德拉塞卡極限。1939年,他出版《恆星結構研究引論》一書,系統論述恆星內部結構理論。1950年出版《輻射轉移》一書,總結了他在恆星和行星大氣輻射轉移理論方面的主要工作。他處理了有偏振的輻射轉移問題,並用量子力學方法計算了作為中介光譜型恆星大氣不透明度源泉的負氫離子吸收系數(見負氫離子吸收)。1943年,他出版《恆星動力學原理》一書,運用經典力學討論星團、星系等天體系統的動力學問題。六十年代,他出版《電漿物理》和《流體動力學和磁流體力學的穩定性》等專著,並從事相對論天體物理的研究。

成就

錢德拉塞卡最知名的成就是錢德拉塞卡極限,他描述白矮星的質量限製是1.44倍的太陽質量,如果超過這個界線,恆星將塌縮成中子星、黑洞(在成為超新星之後)。

錢德拉塞卡極限是由錢德拉塞卡于1930年所計算出來的,當時他正從印度前往英國的劍橋。

相關事件

錢德拉塞卡是個有點羞澀的印度青年。19歲那年,他因成績優異獲得政府獎學金,隻身乘船前往英國劍橋求學。在長達十幾天的漫長航行中,他奇跡般地初步計算出一個結果---在當時,恆星的白矮星階段被認為是一切恆星演化過程的最終階段。但是錢德拉塞卡的計算表明,當恆星質量超過某一上限時,它的最終歸宿將不會是白矮星。

老年錢德拉塞卡老年錢德拉塞卡

經過在劍橋的學習,錢德拉塞卡逐步完善了自己的發現。在1935年皇家天文學會的會議上,這個24歲的青年終于得到宣讀自己論文的機會。

當錢德拉塞卡在會上宣讀完自己的論文後,當時天體物理學界的權威愛丁頓走上講台。他當眾把錢德拉塞卡的講稿撕成兩半,宣稱其理論全盤皆錯,原因是它得出了一個"非常古怪的結論"。聽眾頓時爆發出笑聲。會議主席甚至沒有給這位年輕人答辯的機會。

會議結束後,幾乎所有人都走到錢德拉塞卡跟前,說:"這太糟糕了,太糟糕了……"

與愛丁頓的爭論持續了幾年,沒有一個權威科學家願意站出來支持錢德拉塞卡。最後,他終于明白應該完全放棄這個研究課題。在1937年到了芝加哥大學以後不久,他把自己的理論寫進了一本書裏,然後不再去理會它。

後來錢德拉塞卡移居芝加哥成為艾默瑞特斯教授。有一次他往返200英裏去為他的學生上課,可是由于暴風雪,當他趕到教室的時候發現隻有2名學生在等待他的出現。這兩人正是于1957年獲得諾貝爾物理學獎的李政道和楊振寧。

差不多30年後,這個後來被稱為"錢德拉塞卡極限"的發現得到了天體物理學界的公認。然後又過了20年,錢德拉塞卡獲得了諾貝爾獎。1983年,當他從瑞典國王手中接過諾貝爾獎章時,已是兩鬢斑白的垂垂老者。

此時,回顧年輕時的挫折,錢德拉塞卡卻已有了不同的看法。"假定當時愛丁頓同意自然界有黑洞……這種結局對天文學是有益處的。"他說,"但我不認為對我個人有益。愛丁頓的贊美之詞將使我那時在科學界的地位有根本的改變……但我的確不知道,在那種誘惑的魔力面前我會怎麽樣。"

的確,有多少年輕人在功成名就之後,還能長久保持青春活力呢?為何即使是麥克斯韋和愛因斯坦,也同樣未能始終如一。

錢德拉塞卡的結論是,這些成功的人"對大自然逐漸產生了一種傲慢的態度"。這些人以為自己有一種看待科學的特殊方法,並且這種方法一定是正確的。但實際上,"作為大自然基礎的各種真理,比最聰明的科學家更加強大和有力"。

紀念

錢德拉X射線天文台

小行星1958"錢德拉"

錢德拉塞卡極限

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