Qui était Subrahmanyan Chandrasekhar ?

Découvrez son histoire unique dans cet article de blog. C’était un astrophysicien indien-américain très doué !

Qui était Subrahmanyan Chandrasekhar ?

Subrahmanyan Chandrasekhar (ou « Chandra ») était un astrophysicien indien-américain, surtout connu pour ses travaux sur la structure théorique et l’évolution des étoiles, et en particulier sur les derniers stades de l’évolution des étoiles massives et le calcul de la limite de Chandrasekhar. Il a reçu le prix Nobel de physique (partagé avec William Fowler) en 1983, en grande partie pour ces premiers travaux, bien que ses recherches couvrent également de nombreux autres domaines de la physique théorique et de l’astrophysique.

Padma Vibhushan Subrahmanyan Chandrasekhar est né le 19 octobre 1910 dans une famille hindoue tamoule à Lahore, dans le Punjab, en Inde britannique (futur Pakistan). Son père était un comptable des chemins de fer indiens ainsi qu’un violoniste et musicologue accompli de musique carnatique. Sa mère était également une intellectuelle et on lui attribue souvent le mérite d’avoir éveillé très tôt la curiosité intellectuelle de Chandrasekhar. Le frère de son père était l’éminent physicien Chandrasekhara Venkata Raman, qui a remporté le prix Nobel de physique en 1930 pour ses travaux sur la diffusion de la lumière et pour la découverte de l’effet Raman de la diffusion des photons.

Chandrasekhar a d’abord reçu un enseignement à domicile, puis a fréquenté la Hindu High School de Triplicane, près de Madras, de 1922 à 1925. Par la suite, il a suivi son illustre oncle pour étudier la physique au Presidency College de Madras de 1925 à 1930, obtenant son BSc en 1930. En raison de ses résultats scolaires, il obtient une bourse du gouvernement indien pour poursuivre des études supérieures à l’université de Cambridge, en Angleterre, où il est admis au Trinity College et devient l’étudiant chercheur du professeur Ralph Fowler. Sur les conseils d’un autre professeur de Cambridge de l’époque, Paul Dirac, Chandrasekhar passe également une année à l’Institut de physique théorique de Copenhague, où il travaille avec Niels Bohr.

En 1933, il obtient son doctorat à Cambridge et est élu membre du Trinity College pour la période de 1933 à 1937. C’est à cette époque qu’il fait la connaissance des astrophysiciens Sir Arthur Eddington et Arthur Milne. En 1936, il a épousé Lalitha Doraiswamy, qu’il avait rencontrée lors de son séjour au Presidency College de Madras. Chandrasekhar considérait son soutien et ses encouragements comme essentiels à sa réussite ultérieure, et ils sont restés ensemble jusqu’à la fin de leur longue vie.

Le succès le plus célèbre de Chandrasekhar est sans doute survenu très tôt dans sa carrière, alors qu’il était jeune fellow au Trinity College, avec la publication d’une série d’articles entre 1931 et 1935 sur la « limite de Chandrasekhar ». S’appuyant sur les travaux de son professeur, Ralph Fowler, il a calculé la masse maximale non rotative qui peut être soutenue contre l’effondrement gravitationnel par la pression de dégénérescence des électrons. Cette limite décrit la masse maximale d’une étoile naine blanche ou, alternativement, la masse minimale au-delà de laquelle une étoile finira par s’effondrer en une étoile à neutrons ou un trou noir, à la suite d’une supernova, plutôt que de rester une naine blanche. Ses calculs ont révélé que cette masse était d’environ 1,44 masse solaire (1,44 fois la masse de notre Soleil).

Cependant, lorsqu’il a proposé sa limite de Chandrasekhar pour la première fois, Sir Arthur Eddington s’y est obstinément opposé, et Albert Einstein a refusé de croire que les découvertes de Chandrasekhar pouvaient entraîner l’effondrement d’une étoile jusqu’à un point. À la grande frustration de Chandrasekhar, aucun des autres physiciens établis en Europe ne vient à son secours et, à la suite de ce désaccord avec un homme de la stature d’Eddington, Chandrasekhar réalise, avec une certaine amertume, que ses chances d’obtenir un poste permanent dans une université britannique sont, au mieux, minces.

Aussi, lorsqu’il reçoit une offre de poste de professeur adjoint à la faculté de l’université de Chicago au début de 1937, il décide de quitter Cambridge et de s’installer aux États-Unis. Il restera à l’université de Chicago pendant toute sa carrière, soit 58 ans au total. Il devient professeur associé en 1942, professeur titulaire en 1944, professeur émérite d’astrophysique théorique en 1947, et accède au statut d’émérite en 1985. Il a effectué une partie de ses travaux à l’observatoire Yerkes de l’université de Chicago et, plus tard, au Laboratory for Astrophysics and Space Research de la NASA, construit à l’université en 1966. Pendant la Seconde Guerre mondiale, il a travaillé aux laboratoires de recherche balistique de l’Aberdeen Proving Ground, dans le Maryland. Il a été naturalisé américain en 1953.

La vie professionnelle de Chandrasekhar peut être divisée en périodes distinctes, chaque période se concluant généralement par un livre ou une monographie sur le sujet : il a étudié la structure stellaire, y compris la théorie des naines blanches, pendant les années 1929 à 1939 (résumée dans son livre de 1939 « An Introduction to the Study of Stellar Structure ») ; il s’est concentré sur la dynamique stellaire de 1939 à 1943 (son livre « Principles of Stellar Dynamics » a été publié en 1942) ; il s’est concentré sur la théorie du transfert radiatif et la théorie quantique de l’ion négatif de l’hydrogène de 1943 à 1950 (représentée par un autre livre, « Radiative Transfer », publié en 1950) ; il a travaillé sur la stabilité hydrodynamique et hydromagnétique de 1950 à 1961 (son livre « Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability » a été publié en 1961) ; il a étudié l’équilibre et la stabilité des figures d’équilibre ellipsoïdales, ainsi que la relativité générale, pendant les années 1960 (résumé dans le livre « Ellipsoidal Figures of Equilibrium » en 1968) ; de 1971 à 1983, il a étudié la théorie mathématique des trous noirs (décrite dans son livre « The Mathematical Theory of Black Holes », publié en 1983) et, à la fin des années 1980, il a travaillé sur la théorie des ondes gravitationnelles en collision.

Il a été élu membre de la Royal Society en 1944, et est devenu membre honoraire de l’Académie internationale des sciences en 1988. Il a reçu de nombreuses médailles et de nombreux prix tout au long de sa carrière, notamment la médaille Bruce (1952), la médaille d’or de la Royal Astronomical Society (1953), la médaille nationale des sciences (1967), la médaille Padma Vibhushan (1968), la médaille Henry Draper (1971), la médaille Copley de la Royal Society (1984) et le prix Nobel de physique (1983). Bien qu’il ait accepté l’honneur du prix Nobel, il a été quelque peu contrarié par le fait que la citation (« pour ses études théoriques des processus physiques importants pour la structure et l’évolution des étoiles ») ne mentionnait que ses premiers travaux, y voyant un dénigrement de l’œuvre d’une vie.

Chandrasekhar est décédé d’une insuffisance cardiaque à Chicago le 21 août 1995, à l’âge de 84 ans, et a laissé derrière lui Lalitha, son épouse depuis de nombreuses années.

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