Subrahmanyan Chandrasekhar, nació el 19 de octubre de 1910 en Lahore, que en ese entonces era una ciudad que correspondía a la India gobernada por los británicos. Ahora, esa ciudad, es parte de la nación de Pakistán. Su familia gozaba de gran respeto e influencia. Su padre, Chandrasekhara Subrahmanya, trabajaba para la gobernación de la colonia en el Departamento de Auditoria Contable en el puesto de auditor general de los ferrocarriles del noroeste. Su madre Sita (cuyo nombre de soltera era Balakrishnan) se caracterizaba por ser una mujer inteligente que educó a sus hijos a ser ambiciosos en sus metas. Chandrasekhar cursó sus estudios primarios bajo la enseñanza de profesores privados, que ese entonces en la India era una práctica bastante común. En 1918, su padre fue transferido en su trabajo a la ciudad de Madrás, donde la familia se radicó en forma definitiva. Cuatro años después, a la edad de doce años, Chandrasekhar comenzó a asistir desde 1922 hasta 1925, a un High School de enseñanza secundaria hindú llamado Triplicane. Dentro de los familiares de Chandrasekhar, se encontraba su tío Chandrasekhara Venkata Raman, gran físico indio y premio Nobel de 1930,. Por ello, Chandrasekhar siempre recordaba que «en casa siempre había atmósfera de ciencia».
Una vez finalizados sus estudios secundarios, estudió en el Presidency College de Madrás, entre los años 1925 y 1930. Como estudiante universitario se destacó en física, matemáticas, química y sánscrito (antiguo lenguaje hindú). Aunque se hallaba a miles de kilómetros lejos, ello no fue obstáculo para Chandrasekhar para interesarse en estudiar algunos temas del nuevo mundo de la mecánica cuántica. Aprendió de manera autodidacta todo lo que pudo, trabajando a partir de textos y artículos que a menudo estaban anticuados. En seguida empezó a publicar trabajos de investigación originales suyos. También ganó un concurso de su facultad sobre el mejor ensayo sobre la teoría cuántica. Como el premio era un libro, él pidió uno que había visto en la biblioteca de la facultad, La constitución interna de las estrellas de Eddington. Se licenció en física el año 1930.
Claramente, Chandrasekhar no pertenecía a la corte de estudiantes comunes. Cuando se graduó en 1930, el joven obtuvo una beca, por tres años, del Gobierno de la India para continuar sus estudios en el Trinity College de la Universidad de Cambridge en Inglaterra. . En aquellos días, un viaje de la India a Inglaterra requería semanas viviendo en un barco. Chandrasekhar, queriendo pasar el tiempo de manera productiva, se planteó a sí mismo un pequeño problema: Utilizar las ecuaciones del libro de Eddington para hallar la estructura interna de las estrellas enanas blancas. Así lo hizo, incorporando las intuiciones de Ralph Howard Fowler sobre la presión de degeneración. Sin embargo, sus resultados le llevaron a un nuevo problema. A las densidades que prevalecerían en el centro de una estrella tal, los electrones se moverían tan rápido que sus velocidades se acercarían a la velocidad de la luz. Y esto significaba que las leyes de la relatividad habrían de aplicarse.
Según Fowler, las estrellas ordinarias cuando agotan su combustible de hidrógeno, simplemente se encogen hasta ser enanas blancas, radiando lentamente su calor restante hasta que se convierten en oscuras cenizas aguantadas por la presión de degeneración. Pero la teoría de FowIer había despreciado algo que por encima de todo el mundo debería haber reconocido: la relatividad. Entonces fue cuando Chandrasekhar se preguntó ¿cambiaría algo si se aplicaban las leyes?
Cuando Chandrasekhar llegó a Inglaterra, había conseguido preparar el borrador de dos artículos, Uno contenía una respuesta tan simple y aun tan sorprendente que no estaba seguro si debía creerla. Sí, la relatividad cambiaba las cosas. Por encima de una cierta masa, ahora conocida como 1,44 veces la masa del Sol, las ecuaciones revisadas simplemente no tenían solución. Tales estrellas masivas no se convertirían en enanas blancas. Por el contrario, el delicado equilibrio entre gravedad y presión de degeneración se cambiaría, y la estrella seguiría colapsándose hacia dentro. Entonces le asaltaba la pregunta ¿Y qué sucede? La respuesta, en esos momentos, no la tenía.
Hallándose ya en Cambridge, Chandrasekhar mostró a Fowler sus manuscritos con las estimaciones que había realizado en su travesía, pero éste demostró un marcado escepticismo al respecto. Persona tímida y solitaria, Chandrasekhar se sintió muy disminuido por el ambiente que se irradiaba entonces en esa institución académica, procediendo a pasar la mayaría del tiempo en su habitación, emergiendo solamente para las clases y las comidas. Pero continuó trabajando en su teoría de las enanas blancas. En 1933 Chandrasekhar recibió su doctorado y fue elegido miembro del Trinity College, el centro de la actividad científica de la Universidad, donde Arthur Stanley Eddington, Fowler y muchas otras lumbreras eran profesores. Allá, empezó a sentirse al fin que era miembro de la comunidad de Cambridge. Eddington venía a menudo a visitarle a sus habitaciones, siguiendo el trabajo de Chandrasekhar casi diariamente; los dos cenaban juntos a menudo en la gran mesa del comedor del Trinity, que se reserva a los profesores y visitantes distinguidos. En cuanto se empezó a dedicar atención a las ideas de Chandrasekhar sobre enanas blancas y más gente parecía interesarse, se sintió más animado. Pensando en responder a los escépticos de una vez por todas, decidió resolver las matemáticas de las enanas blancas exactamente, sin hacer suposiciones o aproximaciones.
Chandrasekhar finalizó su tarea en el otoño de 1934 y presentó sus resultados en enero de 1935 en una charla antes de la reunión anual de la Real Sociedad Astronómica. Su trabajo matemático había confirmado sus anteriores conclusiones: Si la masa de una estrella es mayor que un cierto límite, no puede acabar como una enana blanca sino que debe colapsar.
En su exposición, Chandrasekhar señaló que había calculado cuán grande puede ser una estrella que sea capaz de soportar su propia gravedad, una vez que ya haya gastado todo su combustible. Su conclusión fue la siguiente: Cuando la estrella se reduce en tamaño, las partículas materiales están muy cerca unas de otras. Para llegar a ello, tomó en consideración el principio de Pauli, en el cual dos partículas idénticas de espín 1/2 tienen que tener velocidades muy diferentes ya que no pueden tener la misma posición y la misma velocidad. Esto hace que las partículas se alejen unas de otras (lo cual tiende a expandir la estrella). Entonces, una estrella puede mantenerse con un radio constante ya que se produce un equilibrio entre:
la atracción de la gravedad (que tiende a contraer la estrella), y
la repulsión que surge del principio de exclusión de Pauli.
(Se trata de un equilibrio análogo para el caso en que la gravedad sea compensada por el calor).
No obstante lo anterior, existe un límite a la repulsión que el principio de exclusión puede proporcionar. Esto ocurre porque la teoría de la relatividad limita a la velocidad de la luz las máximas velocidades de las partículas materiales de la estrella. Esto significa que cuando la estrella sea lo suficientemente densa, la repulsión debida al principio de exclusión sería menor que la atracción de la gravedad.
La conclusión a la que llegó Chandrasekhar, y que expuso en esa reunión de la Real Sociedad Astronómica, fue que una estrella blanca y fría con una masa superior a 1,2 no sería capaz de soportar su propia gravedad. A esta masa se la llama «límite de Chandrasekhar».
Una estimación simple del problema relativista para las estrellas enanas blancas, otorga el siguiente resultado:
donde m es el número de nucleones por electrones. . Para el hierro, m es 56/26 y
Una estimación más afinada da M » 1,2 M. Un valor más moderno es 1,44 M
Finalizada la intervención de Chandrasekhar en esa reunión anual de la Real Sociedad Astronómica, el siguiente en hablar fue Eddington, quien había estado escuchando con interés. «No sé si debería salir vivo de este congreso», dijo, « ¡pero el resultado de mis estimaciones es que no existe tal degeneración relativista!... ¡Creo que debería haber una ley natural que impidiese a una estrella comportarse de una manera tan absurda! » Eddington prosiguió cuestionando la manera en que se había combinado la relatividad con la teoría cuántica –«No considero a la descendencia de tal unión como nacida de un matrimonio legal»– y sugirió que una correcta formulación eliminaría el problema. Como siempre, su conferencia fue interrumpida por unas agradecidas risas por parte de la audiencia.
La frustración de Chandrasekhar no se hizo esperar. En efecto, y sin previo aviso, el astrónomo más prestigioso e influyente de su época le había acusado de un error conceptual fundamental. Algunas personas se le acercaron después del congreso, diciendo «muy mal, muy mal». ¿Podría Eddington estar en lo correcto?
El hecho provocado por Eddington, sin embargo, no amilanó a Chandrasekhar. Como pensaba que estaba en lo cierto, consideró solicitar la opinión de otros destacados científicos. Escribió a su amigo de toda la vida Leon Rosenfeld, un colega cercano a Niels Bohr de Copenhague, pidiéndole un informe con autoridad sobre el conflicto por parte de los físicos. Rosenfeld le respondió rápidamente que ni él ni Bohr pudieron encontrar ningún tipo de base en las objeciones de Eddington. Rosenfeld trasladó los argumentos de Chandrasekhar a Wolfgang Pauli, y obtuvo un resultado similar: los argumentos de Eddington, concluyó Rosenfeld, eran «el más absoluto despropósito».
Nada de esto inquietó a Eddington. Continuó con lo mismo en los sucesivos congresos, insistiendo que la degeneración relativista era incorrecta y que no había límite para la masa de una enana blanca. Mostró su desacuerdo con Chandrasekhar en público y en largas conversaciones privadas.
Antes de finalizar su beca en Trinity College, Chandrasekhar volvió a la India, no sólo a visitar a sus familiares, sino que también a consolidar la amistad que sostenía con Lalitha Doraiswamy, una compañera de estudios de sus tiempos en la Presidency College. Ambos se mantuvieron en permanente y estrecho contacto durante el tiempo que Chandrasekhar había pasado en Inglaterra, y se casaron el 11 de septiembre de 1936. Poco después, Chandrasekhar aceptó una posición como investigador en la universidad de Chicago, EE.UU., donde desarrolló su carrera durante sesenta años hasta que él murió el 21de agosto 1995.
En 1939, Chandrasekhar publicó un libro sobre sus ideas concernientes a las estrellas, que se tituló Una introducción al estudio de la estructura estelar. Más de medio siglo después está globalmente considerado como un clásico, un trabajo que definió el tema durante años a partir de aquel momento.
Queda poca duda ahora de que Chandrasekhar tenía la razón. Justo como había temido el joven, la oposición de Eddington en los años treinta dejó a la mayoría de los astrónomos confundidos y con dudas sobre el tema. Casi dos décadas pasaron antes de que las conclusiones de Chandrasekhar fueran aceptadas en general. Hasta hoy los astrónomos han determinado las propiedades de cientos de enanas blancas, todas las cuales caen dentro del límite de Chandrasekhar. Y la teoría que un inseguro estudiante de veintidós años empezó a formular en aquel viaje en barco de tanto tiempo atrás es ahora una piedra angular de la astrofísica. Por su revolucionario trabajo de aquellos años, Chandrasekhar obtuvo el premio Nobel de Física en 1983.
Hasta hoy, nadie ha sabido realmente por qué Eddington se opuso tan inflexiblemente al punto de vista de Chandrasekhar. Aunque pudiera parecer sorprendente, el desacuerdo no alteró en nada la amistad entre los dos hombres. Continuaron una entusiasta correspondencia, incluso después de que Chandrasekhar se trasladara a la Universidad de Chicago en 1938. En 1944, después de la muerte de Eddington, Chandrasekhar dijo en elogio suyo: «Creo que cualquiera que haya conocido a Eddington estará de acuerdo con que era un hombre de la más alta integridad y carácter. No creo, por ejemplo, que nunca pensara mal de nadie. Por esto es por lo que era tan fácil discrepar de él en temas científicos. Tú podías estar seguro siempre de que nunca te juzgaría mal o hablaría mal de ti por ello».
Chandrasekhar también fue admirado extensamente por su aprecio por la literatura, la música y la filosofía de la ciencia. La profundidad de su conocimiento en estas áreas queda en evidencia en su libro sobre la filosofía de la estética en ciencia, “Truth and Beauty: Aesthetics and Motivations in Science” (Verdad y Belleza: Estética y Motivaciones en Ciencia), y en sus frecuentes conferencias que daba sobre la relación entre las artes y las ciencias.
Recibió 20 títulos honorarios, y fue miembro de 21 sociedades científicas. Además del premio Nobel fue galardonado con numerosas distinciones, incluyendo la medalla de oro de la Royal Astronomical Society of London; la medalla Rumford de la American Academy of Arts and Sciences; la medalla Real de la Royal Society, London; la medalla National Medal of Science, y la medalla Henry Draper Medal of the National Academy of Sciences.
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