Субраманян Чандрасекар: Живот, отдаден на звездите

Субраманян Чандрасекар – дете-чудо, теоретик на черните дупки, носител на Нобелова награда и професор в Чикагския университет в продължение на почти шест десетилетия – често обобщава живота си в три кратки изречения: „Напуснах Индия и заминах за Англия през 1930 г. Върнах се в Индия през 1936 г. и се ожених за момиче, което ме беше чакало шест години. Дойдох в Чикаго и оттогава живея щастливо.“

Чандрасекар е най-известен с откритията си от ранния етап на кариерата си, когато изчислява съдбата на масивните звезди и е предаден от своя наставник. Въпреки това през следващите шест десетилетия той прави също толкова значими открития в областта на звездната структура и динамика, както и в подготовката на цяло ново поколение астрофизици. Освен всичко останало той е и жертва на дискриминация и отчуждение – обстоятелства, които липсват в приказния край, за който често разказва.

Началото

Чандра, както е известен, е роден през 1910 г. в Лахор – тогава част от Британска Индия, днес в Пакистан – като третото от десет деца. В книгата „Чандра: Биография на С. Чандрасекар“ (University of Chicago Press, 1990), неговият биограф Камешвар С. Уали, физик от Университета на Чикаго, го описва като палаво дете с талант в областта на математиката.

До 11-годишна възраст Чандра не посещава традиционно училище – обучаван е от частни учители и насърчаван да следва своите интелектуални интереси. На 15 години постъпва в Президентския колеж в Мадрас, където се насочва към физиката. Ранната му зрялост напомня на тази на чичо му – С. В. Раман, който през 1930 г. получава Нобелова награда за физика за откриването на квантови ефекти при разсейването на светлината.

Първите стъпки в науката

На 17 години Чандра прекарва лятото в лабораторията на своя чичо, където по невнимание чупи важен уред – знак, че бъдещето му не е в експерименталната физика. Там обаче се сближава с един от колегите на Раман, който го запознава с трудовете на Арнолд Зоммерфелд – един от пионерите на квантовата механика. Сред теоретиците, които променят физиката, е и Ралф Х. Фаулер, който помага на Чандра да публикува първата си научна статия в Proceedings of the Royal Society of London – началото на кариера, включваща около 400 научни публикации и множество книги.

В края на следването си Чандра получава специална стипендия от индийското правителство за обучение в Англия. През 1930 г. заминава за Университета в Кеймбридж. По време на пътуването по море, за да запълни времето, 19-годишният Чандра чете публикации по физика и стига до прозрението, за което по-късно ще получи Нобелова награда.

Границата на звездния живот

Още през 1867 г. астрономите за първи път наблюдават бяло джудже – малък, горещ, изключително плътен остатък от звезда, която е изгорила ядрения си горивен запас. Това наблюдение поставя загадка: как такъв обект може да устои на собствената си гравитация и да не се срути?

Фаулер, бъдещият научен ръководител на Чандра, използва квантовата теория, за да обясни стабилността на тези обекти. Чандра я доразвива и изчислява, че квантовата механика стабилизира белите джуджета само до определена маса. Над тази граница – около 1,4 пъти масата на Слънцето – звездата не може да устои на гравитационното си привличане и се срива в още по-плътен обект: неутронна звезда или черна дупка. Тази стойност става известна като границата на Чандрасекар.

Предателството на Едингтън

Чандра работи върху теорията си в продължение на четири години в Англия, като получава редовни посещения от Артур Едингтън – водещ астроном, който вярва, че всички звезди завършват като бели джуджета. Когато Чандра представя своите открития на среща на Кралското астрономическо дружество през 1935 г., Едингтън урежда удълженото време за доклада му – само за да го унижи веднага след това, осмивайки публично заключенията му.

Някои колеги утешават Чандра насаме, но минават повече от две десетилетия, преди идеите му да бъдат признати. В едно от последните си интервюта той отбелязва: „Да предположим, че Едингтън, вместо да каже, че греша, беше казал: ‘Това, което си направил, е много важно.’ ... Той можеше да ме направи незабавно известен. Но ако това се беше случило, може би щях да изгубя мотивацията си да продължа да се занимавам с наука.“

Емиграция и ново начало в Америка

„Факторът Едингтън доведе до затваряне на вратите в Англия“, пише Юджийн Паркър – колега на Чандра в Чикагския университет и откривател на слънчевия вятър. Баща му го съветва да се върне в Индия, но Чандра вече усеща нарастващото си разминаване с академичната политика в родината.

В началото на 1936 г. той е поканен да изнесе лекции в Харвард. Докато е там, директорът на обсерваторията Йъркс – д-р Ото Струве – му предлага позиция на научен сътрудник и обещава постоянна длъжност в Университета в Чикаго след една година. Харвард също му предлага пост, но Струве прави нещо новаторско – той събира екип от теоретични астрофизици, каквито почти няма в Съединените щати по онова време, и включва двама приятели на Чандра.

Връзката с Лалита

Против волята на баща си, Чандра се съгласява да остане в Америка. Но преди това се връща в Индия – за да види едно момиче. Шест години по-рано той се запознава с Лалита – студентка по физика от образовано семейство. Въпреки привличането между тях, връзката им остава в писма и научни разговори. Тя се влюбва в науката чрез Мария Кюри и е вдъхновена от успеха на С. В. Раман.

Преди да замине за Англия, Чандра й подарява роза. В Кеймбридж събира смелост да й пише писмо, изпълнено с уважение и колебание. С времето техните формални писма се превръщат в любовни – и те се сгодяват. Но през 1935 г. Чандра, колебаейки се дали да замине за Америка, разваля годежа.

Година по-късно, по време на завръщането си в Индия, той се среща с Лалита отново. Решението му да отложи брака изчезва „внезапно“, както пише Уали. Скоро се женят – един необичаен за времето „брак по любов“ – и заминават за Уилямс Бей, Уисконсин.

Живот в Йъркс и академични битки

Чандра и Лалита живеят в Йъркс 27 години. Макар и малко, градчето приютява цялата астрономическа катедра на Чикагския университет. Чандра преподава курсове, които следват изследователските му интереси – вътрешността на звездите, звездната динамика, молекулярната спектроскопия. Лекциите му са строги, формални, силно математически и поднесени с ритъм и музикалност.

Но той е известен с нетърпимост към повърхностни въпроси – както споменава Карл Саган: „Несериозните въпроси... бяха третирани като бързи екзекуции.“

През 1952 г. катедрата по астрономия реформира учебната програма, която Чандра до голяма степен е изградил, и го отстранява от преподаването. Това е второ унижение в кариерата му. Той усеща, че теоретичната му работа не се цени. Сравнявайки назначението си с това на други новоназначени колеги, забелязва несправедливости – по-ниска длъжност, липса на повишения и ограничени ресурси.

Дискриминацията под повърхността

Назначението на Чандра става със съдействието на ректора Робърт Хътчинс – нещо необичайно. Десетилетия по-късно Хътчинс признава, че е трябвало да се намеси, защото назначението на „един индиец и чернокож“ е било оспорено. В началото на 60-те години Хътчинс говори открито за расизма, с който Чандра се сблъсква.

Младият учен дълго не осъзнава, че срещу него действа дискриминация. По негови думи: „Дори не бях наясно, че към мен е проявено нещо неучтиво.“

Втори шанс и Нобелова награда

След като е фактически отхвърлен от астрономическата катедра, Енрико Ферми го кани в катедрата по физика. Там Чандра преподава почти изцяло физика. Не се отказва от астрофизиката – става главен редактор на Astrophysical Journal и го превръща във водещо световно списание.

Ръководи поне 46 докторанти, изнася над 1000 научни лекции, получава 20 почетни степени, членува в 21 научни дружества и печели редица отличия, включително Националния медал за наука и – през 1983 г. – Нобеловата награда за физика за работата, извършена 53 години по-рано.

От теория до доказателство

Когато Чандра за първи път предлага идеята за черните дупки, тя изглежда фантастична. Дори самият Айнщайн се съмнява. Но математиката на Чандра е точна. През десетилетията се натрупват доказателства: през 2015 г. LIGO открива гравитационни вълни от сблъскали се черни дупки. През 2020 г. Андреа Гез получава Нобелова награда за наблюдения на супермасивна черна дупка. Телескопът Event Horizon публикува дори изображения на черни дупки – абстракцията на Чандра вече е неоспорима реалност.