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スブラマニヤン・チャンドラセカール[ a ]（1910年10月19日 - 1995年8月21日）[ 5 ] [ 6 ]は、インド系アメリカ人の理論物理学者でした。彼は「恒星の構造と進化にとって重要な物理過程の理論的研究」により、 1983年のノーベル物理学賞を共同受賞しました。[ 7 ]彼の恒星進化の数学的処理は、大質量星の後期進化段階の現在の多くの理論モデルを生み出しました。[ 8 ] [ 9 ]チャンドラセカール限界は、白色矮星の最大質量（太陽質量の1.44倍）を表します。これを超えると、恒星残骸は崩壊して中性子星またはブラックホールを形成します。チャンドラX線天文台を含む多くの概念、機関、発明が彼の名にちなんで名付けられています。[ 10 ]
イギリス領インド帝国末期に生まれたチャンドラセカールは、生涯にわたり物理学のさまざまな問題に取り組み、恒星構造、白色矮星、恒星力学、確率過程、放射伝達、水素陰イオンの量子論、流体力学的および磁気流体力学的安定性、乱流、平衡および楕円体平衡図形の安定性、一般相対性理論、ブラックホールの数学理論、衝突重力波の理論の現代的な理解に貢献した。[ 11 ]ケンブリッジ大学では、白色矮星の構造を説明する理論モデルを開発し、縮退物質を構成する電子の速度による質量の相対論的変化を考慮に入れた。チャンドラセカールは、ヤン・オールトらが最初に提唱した恒星力学のモデルを改訂し、銀河中心を周回する恒星に対する銀河内の変動する重力場の影響を考察した。この複雑な力学問題に対する彼の解は、20個の偏微分方程式からなるもので、彼が「動的摩擦」と名付けた新しい量を記述している。この力学的摩擦は、恒星の減速と星団の安定化という二重の効果を持つ。チャンドラセカールはこの分析を星間物質にまで拡張し、銀河のガスと塵の雲が非常に不均一に分布していることを示した。
チャンドラセカールはマドラス（現在のチェンナイ）のプレジデンシー・カレッジとケンブリッジ大学で学んだ。シカゴ大学の長年の教授であり、ヤーキス天文台で研究の一部を行い、 1952年から1971年まで天体物理学ジャーナルの編集者を務めた。1937年から1995年に84歳で亡くなるまでシカゴ大学の教員であり、モートン・D・ハル特別功労理論天体物理学教授であった。[ 12 ]
チャンドラセカールは、1910年10月19日、イギリス領インド（現在のパキスタン）のラホールで、タミル・バラモン家[ 13 ]に生まれた。両親はシータ・バラクリシュナンとC・スブラマニヤ・アイヤル[ 14 ]で、チャンドラセカールが生まれた当時、父親は北西鉄道の副監査総監としてラホールに駐在していた。チャンドラセカールは、チャンドラという愛称で知られており、姉が2人（ラジャラクシュミとバラパルヴァティ）、弟が3人（ヴィシュワナタン、バラクリシュナン、ラマナタン）、妹が4人（サラダ、ヴィディヤ、サヴィトリ、スンダリ）いた。父方の叔父は、インドの物理学者でノーベル賞受賞者のC・V・ラマンである。彼の母親は知的探求に熱心で、ヘンリック・イプセンの『人形の家』をタミル語に翻訳しており、幼い頃からチャンドラの知的好奇心を刺激したと言われている。[ 15 ]一家は1916年にラホールからアラハバードに移り住み、1918年に最終的にマドラスに定住した。
チャンドラセカールは12歳まで家庭教師から教育を受けた。[ 15 ]中学校では父親から数学と物理を、母親からタミル語を教わった。1922年から1925年までマドラスのトリプリケーンにあるヒンドゥー高等学校に通った。1925年から1930年までマドラスのプレジデンシー・カレッジ（マドラス大学付属）で学び、アーノルド・ゾンマーフェルトの講義に触発されて1929年に最初の論文「コンプトン散乱と新しい統計」を執筆した。[ 16 ] 1930年6月に物理学の学士号（優等学位）を取得した。1930年7月、チャンドラセカールはケンブリッジ大学で大学院課程を履修するためのインド政府奨学金を授与され、トリニティ・カレッジに入学した。奨学金は、チャンドラセカールが最初の論文を送った相手であるラルフ・H・ファウラーによって確保された。チャンドラセカールはイギリス滞在中、白色矮星の縮退電子ガスの統計力学の研究に時間を費やし、ファウラーの以前の研究に相対論的な修正を加えた（下記の「遺産」を参照）。
ケンブリッジ大学での最初の年、ファウラーの研究学生として、チャンドラセカールは平均不透明度を計算し、その結果を縮退星の限界質量の改良モデルの構築に応用することに時間を費やした。王立天文学会の会合で、彼はE.A.ミルンと出会った。マックス・ボルンの招待により、大学院2年目の1931年の夏をゲッティンゲンにあるボルンの研究所で過ごし、不透明度、原子吸収係数、恒星光球モデルの研究を行った。ポール・ディラックの助言により、大学院最後の年（1932年9月から1933年5月まで）をコペンハーゲンの理論物理学研究所で過ごし、そこでニールス・ボーアと出会った。コペンハーゲンでは、同じ下宿に住んでいたヴィクトル・ヴァイスコフ、レオン・ローゼンフェルド、ジョージ・プラツェク、マックス・デルブリュックと親しくなった。
チャンドラセカールは、退化星の研究で銅メダルを受賞した後、1933年の夏にケンブリッジ大学で回転する自己重力ポリトロープに関する論文で博士号を授与された。10月9日、彼は1933年から1937年までの期間、トリニティ・カレッジの賞フェローシップに選出され、 16年前にスリニヴァーサ・ラマヌジャンが受賞して以来、トリニティ・フェローシップを受賞した2人目のインド人となった。彼はフェローシップを獲得できないと確信していたため、その年の秋にミルンの下でオックスフォードで学ぶための手配をすでに済ませており、アパートを借りるところまでしていた。[ 16 ]
1934年、チャンドラセカールはロシアのレニングラードを訪れ、ヴィクトル・アンバルツミアンやニコライ・アレクサンドロヴィチ・コズィレフなど他の天体物理学者と会った。彼はレフ・ランドーとも会った。
この頃、チャンドラセカールはイギリスの物理学者アーサー・エディントン卿と知り合った。エディントンはチャンドラセカールの研究に興味を示したが、1935年1月に講演を行い、チャンドラセカールの研究を厳しく批判した（#エディントンとの論争、チャンドラセカールとエディントンの論争を参照）。
1935年、チャンドラセカールはハーバード天文台の所長ハーロー・シャプレーから、3か月間、理論天体物理学の客員講師として招かれた。彼は12月に米国へ渡った。ハーバード滞在中、チャンドラセカールはシャプレーに強い印象を与えたが、ハーバードの研究員としての申し出は辞退した。同時期に、チャンドラセカールは、当時白色矮星の第一人者であった著名なオランダの天体物理学観測者ジェラール・カイパーと出会った。カイパーは、シカゴ大学が運営するウィスコンシン州ウィリアムズベイのヤーキス天文台の所長オットー・ストルーブと、同大学の学長ロバート・メイナード・ハッチンズによって最近採用されたばかりだった。ストルーブはチャンドラセカールのことを知っていたため、カイパーとともに、天体物理学の3つの教員ポストのうちの1つに彼を検討していた。もう一方の空席にはデンマークの理論家ベングト・ストロムグレンが就任した。[ 16 ]カイパーの推薦を受けて、ストルーブは1936年3月にチャンドラセカールをヤーキスに招き、職を申し出た。チャンドラセカールは強い関心を示したが、当初は申し出を断りイギリスへ向かった。ハッチンズが航海中にチャンドラセカールにラジオ電報を送った後、彼はついに承諾し、1936年12月に理論天体物理学の助教授としてヤーキスに戻った。[ 16 ]ストルーブが企画した講座でチャンドラが教えることを学部長ヘンリー・ゲイルが人種的偏見に基づいて拒否した際にも、ハッチンズは介入し、「チャンドラセカール氏にぜひ教えてもらうべきだ」と述べた。[ 17 ]
チャンドラセカールは、1937年から1995年まで、残りのキャリアをシカゴ大学で過ごした。1941年に准教授に昇進し、2年後の33歳で教授に昇進した。[ 16 ] 1946年、プリンストン大学がヘンリー・ノリス・ラッセルが空けたポストをシカゴ大学の2倍の給与でチャンドラセカールに提示したとき、ハッチンズはプリンストン大学と同額の給与をチャンドラセカールに提示し、シカゴに留まるよう説得した。1952年、エンリコ・フェルミの招待により、モートン・D・ハル特別功労理論天体物理学教授およびエンリコ・フェルミ研究所教授に就任した。1953年、彼と妻のラリタ・チャンドラセカールはアメリカ市民権を取得した。[ 18 ]
1966年にNASAが大学内に天体物理学・宇宙研究研究所（LASR）を建設した後、チャンドラセカールは2階の4つの角部屋のうちの1つを占有した。（他の角部屋にはジョン・A・シンプソン、ピーター・マイヤー、ユージン・N・パーカーが入居していた。）チャンドラセカールは1960年代後半に高層アパートが建設された後、レイクショア・ドライブ4800番地に住み、その後ドーチェスター・ビルディング5550番地に住んだ。
ケンブリッジ大学を卒業後、アーサー・エディントンと親交の深かったチャンドラセカールは、 1935年の王立天文学会で恒星方程式の完全な解を発表した。エディントンはチャンドラセカールの直後に講演を予約し、そこでチャンドラセカールの理論を公然と批判した。これによりチャンドラセカールは落胆し、科学論争が勃発した。エディントンは恒星の質量の上限を受け入れることを拒否し、別のモデルを提案した。[ 19 ]
チャンドラセカールは、エディントンの主張に不十分さを感じたレオン・ローゼンフェルト、ニールス・ボーア、クリスチャン・メラーといった著名な物理学者たちに支持を求めた。緊張関係は1930年代を通して続き、エディントンは会議でチャンドラセカールを公然と批判し続け、二人は出版物で互いの理論を比較した。チャンドラセカールは最終的に1939年に白色矮星の理論を完成させ、この分野の他の人々から賞賛を受けた。エディントンは1944年に亡くなったが、意見の相違があったにもかかわらず、チャンドラセカールはエディントンを尊敬し、友人だと考えていると述べ続けた。[ 19 ]
第二次世界大戦中、チャンドラセカールはメリーランド州アバディーン試験場の弾道研究所で働いていた。そこで彼は弾道の問題に取り組み、1943年の「平面衝撃波の減衰について」、「105mm砲弾の炸裂の最適高度」、「3つの衝撃波の存在条件について」、「[ 20 ]発射体から反射された修正周波数の波との干渉によって生成されたビート波からの発射体の速度の決定について」、「[ 21 ]爆風波の通常の反射」などの報告書を作成した。[ 22 ] [ 11 ]チャンドラセカールの流体力学の専門知識により、ロバート・オッペンハイマーは彼をロスアラモスのマンハッタン計画に招待したが、彼のセキュリティクリアランスの処理の遅れにより、彼は計画に貢献することができなかった。彼がカルトロン計画を訪れたという噂がある。
彼は、自身の科学研究は、科学のさまざまな分野の進歩にできる限り貢献したいという願望に動機づけられており、彼の研究の根底にある主な動機は体系化であると書いた。「科学者が本質的にやろうとすることは、ある領域、ある側面、またはある詳細を選択し、それが形式と一貫性のある一般的な体系の中で適切な位置を占めるかどうかを確認し、そうでない場合は、それを行うのに役立つさらなる情報を求めることである」[ 23 ]
チャンドラセカールは、物理学と天体物理学の複数の分野を習得する独自のスタイルを確立した。そのため、彼の研究活動は明確な期間に分けられる。彼は特定の分野を徹底的に研究し、その分野で複数の論文を発表した後、その分野の主要な概念をまとめた書籍を執筆する。そして、次の10年間は別の分野に移り、同じパターンを繰り返すのである。こうして彼は1929年から1939年にかけて白色矮星の理論を含む恒星構造を研究し、その後1939年から1943年にかけて恒星力学、ブラウン運動の理論に焦点を当てた。次に、1943年から1950年にかけて放射伝達の理論と水素の負イオンの量子論に集中した。これに続いて、 1950年から1961年にかけて乱流と流体力学的および磁気流体力学的安定性に関する継続的な研究を行った。1960年代には、平衡楕円体の平衡と安定性、および一般相対性理論の両方を研究した。1971年から1983年にかけてブラックホールの数学理論を研究し、最後に80年代後半には衝突重力波の理論に取り組んだ。[ 11 ]
チャンドラセカールは学生たちと密接に協力し、50年間（およそ1930年から1980年まで）にわたって、共著者の平均年齢が30歳前後で変わらなかったことを誇りに思っていた。彼は学生たちに博士号を取得するまでは「チャンドラセカール教授」と呼ぶように言い、その後は（他の同僚たちと同様に）「チャンドラ」と呼ぶように勧めた。1940年代にヤーキス天文台で働いていた頃、彼は毎週週末に片道150マイル（240キロ）を運転してシカゴ大学で講義をしていた。その講義を受けた学生のうち、李政道と楊振寧の2人は、チャンドラセカールよりも先にノーベル賞を受賞した。天文学者のカール・セーガンは、講義中の教室でのやり取りについて、準備不足の学生からの「軽率な質問」は「即決処刑のように扱われた」が、価値のある質問には「真剣に注意を払い、回答した」と述べている。[ 24 ]セーガンは、「真の数学的優雅さとは何かを、スブラマニヤン・チャンドラセカールから学んだ」と回想している。[ 25 ]
1952年から1971年まで、チャンドラセカールは『アストロフィジカル・ジャーナル』の編集者を務めた。[ 26 ] 1957年にユージン・パーカーが太陽風の発見に関する論文を投稿した際、2人の著名な査読者がその論文を却下した。しかし、編集者であるチャンドラはパーカーの研究に数学的な欠陥を見つけることができなかったため、1958年にその論文を出版した。[ 27 ]
1990年から1995年にかけて、チャンドラセカールは、アイザック・ニュートンの『自然哲学の数学的原理』における詳細な幾何学的議論を、通常の微積分学の言語と方法を用いて解説するプロジェクトに取り組んだ。その成果として、1995年に『一般読者のためのニュートンの数学的原理』が出版された。
チャンドラセカールは重力波の衝突[ 28 ]や代数的に特別な摂動[ 29 ]についても研究した。彼は文学や芸術に強い関心を持っていた。1975年にはシェイクスピア、ベートーヴェン、ニュートンの創造性のパターンについて講演を行った[ 30 ]。
チャンドラセカールは、1930年にノーベル物理学賞を受賞したC・V・ラマンの甥にあたる。
チャンドラセカールは1936年9月にラリタ・ドライスワミーと結婚した。彼はプレジデンシー・カレッジで物理学を専攻する学生として彼女と出会った。ドライスワミーの物理学への情熱は、主にマリー・キュリーへの関心と、インドがC・V・ラマンにノーベル物理学賞を授与したことに由来する。彼女はイギリスで研究を続けたいと思っていたが、母親がこれに反対したため、ドライスワミーは1932年にマドラス大学とレディ・ウィリングドン教員養成大学でLT（教員免許）を取得した。彼女はその後数年間、さまざまな教育機関で物理学、化学、数学、体育を教えた。彼女は1934年にプレジデンシー・カレッジで物理学の修士号を取得した。ドライスワミーは最終的に研究を諦め、主に家事を切り盛りすることで夫のキャリアを支え、夫が仕事に専念できるようにした。[ 31 ]
チャンドラセカールは1953年にアメリカ合衆国の市民権を取得した。多くの人は彼を温厚で、前向きで、寛大で、謙虚で、几帳面で、議論にオープンだと考えていたが、一方で、内向的で、威圧的で、せっかちで、非科学的な事柄に関しては頑固で、[ 24 ]彼の研究を嘲笑する者には容赦しない人物だと感じた人もいた。[ 32 ]チャンドラセカールはベジタリアンだった。[ 5 ]
チャンドラセカールは1975年に心臓発作を起こしたが、その後回復し、1995年にシカゴ大学病院で心臓発作により亡くなった。 [ 24 ]彼は妻に先立たれたが、妻は2013年9月2日に102歳で亡くなった。[ 33 ]彼女は文学と西洋古典音楽を真剣に研究していた。[ 32 ]
バガヴァッド・ギーターについての議論の中で、チャンドラセカールはかつてこう言った。「私の後の発言が誤解されないように、まず個人的な声明を述べておきたい。私は無神論者だと考えている」[ 34 ] 。これは彼の他の講演でも何度も確認されている。カメシュワル・C・ワリは、彼がこう言ったと引用している。「私はどんな意味でも宗教的ではない。実際、私は無神論者だと考えている」[ 35 ]。 1987年10月のインタビューで、チャンドラセカールはこう言った。「もちろん、彼（オットー・ストルーヴェ）は私が無神論者だと知っていたが、その話題を私に持ち出すことは決してなかった」[ 36 ] 。チャンドラセカールの無神論的な見解に敬意を表して、彼の妻は持参した小さな神々の宗教的偶像を飾ることを控えた。[ 37 ]
チャンドラセカールは、星の構造と進化に重要な物理過程の研究により、1983年にノーベル物理学賞の半分を受賞した。チャンドラセカールはこの栄誉を受け入れたものの、受賞理由に初期の業績しか挙げられていないことに憤慨し、生涯にわたる業績が軽視されていると感じた。彼はウィリアム・A・ファウラーと共同受賞した。
チャンドラセカールの最も有名な業績は、天体物理学のチャンドラセカール限界に関するものです。この限界は、白色矮星の最大質量、約1.44太陽質量、または同等に、星が（超新星爆発後に）中性子星またはブラックホールに崩壊するために超えなければならない最小質量を示します。この限界は、チャンドラセカールが大学院研究のためにインドからイギリスのケンブリッジへ初めて航海した1930年に初めて計算されました。1979年、NASAは4つの「グレート・オブザーバトリー」のうち3番目をチャンドラセカールにちなんで命名しました。これは、50の州と61か国から6,000件の応募を集めた命名コンテストの結果です。チャンドラX線天文台は、 1999年7月23日にスペースシャトル・コロンビアによって打ち上げられ、展開されました。磁気流体力学の重要な無次元数であるチャンドラセカール数は、彼にちなんで名付けられました。小惑星1958チャンドラもチャンドラセカールにちなんで名付けられました。ヒマラヤのチャンドラ望遠鏡も彼にちなんで名付けられました。ロンドン王立協会のフェローの伝記の中で、RJテイラーは次のように書いています。「チャンドラセカールは古典的な応用数学者であり、その研究は主に天文学に応用され、彼のような人物は二度と現れないでしょう。」[ 2 ]
チャンドラセカールは45人の博士課程学生を指導した。[ 48 ]彼の死後、妻のラリタ・チャンドラセカールは、ノーベル賞の賞金をシカゴ大学に寄付し、スブラマニヤン・チャンドラセカール記念フェローシップの設立に役立てた。2000年に初めて授与されたこのフェローシップは、物理学科または天文学・天体物理学科の博士課程に入学する優秀な志願者に毎年授与される。[ 49 ] S. チャンドラセカール・プラズマ物理学賞は、アジア太平洋物理学会連合（AAPS）が優秀なプラズマ物理学者に授与する賞で、2014年に創設された。[ 50 ]
チャンドラ天体物理学研究所（CAI）は、 MITの科学者[ 51 ]の指導を受け、チャンドラX線観測所[ 52 ]の支援を受けて、天体物理学に興味のある高校生向けに提供されているプログラムです。
2010年、チャンドラの生誕100周年を記念して、シカゴ大学は「チャンドラセカール生誕100周年記念シンポジウム2010」と題したシンポジウムを開催し、ロジャー・ペンローズ、キップ・ソーン、フリーマン・ダイソン、ジャヤント・V・ナルリカー、ラシッド・スニャエフ、G・スリニヴァサン、クリフォード・ウィルといった著名な天体物理学者が参加した。その研究発表は2011年に「ブラックホールへの流体の流れ：S・チャンドラセカール生誕100周年記念への賛辞」というタイトルの本として出版された。[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]
2017年10月19日、チャンドラセカールは107回目の誕生日を記念してGoogle Doodleで祝われた。[ 56 ] [ 57 ]
チャンドラセカールは生涯で約380本の論文を発表した[ 59 ] [ 2 ] 。最初の論文は学部生だった1928年にコンプトン効果について書いた[ 60 ]。最後の論文は、死のわずか2か月前に出版が認められた1995年の星の非放射状振動に関するものだった[ 61 ] 。シカゴ大学出版局は、チャンドラセカールの選集を7巻で出版した。
：私は宗教とは全く無縁です。実際、私は自分を無神論者だと考えています。
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