Subrahmanyan Chandrasekhar nasce il 19 ottobre 1910

 Biografia della rubrica “Vita da genio” a cura di Chiara Oppedisano

Il nome di Subrahmanyan Chandrasekhar, chiamato amichevolmente “Chandra” da amici e colleghi, è indissolubilmente legato all’evoluzione delle stelle e alla loro fine…

Tutto ebbe inizio nel luglio del 1930 su un transatlantico che faceva rotta da Bombay a Venezia, al bordo del quale il giovane Chandra, appena laureatosi a pieni voti al Presidency College di Madras, si imbarcava diretto a Cambridge con una borsa di studio di dottorato. Durante quel lungo viaggio Chandra fece un calcolo destinato a passare alla storia: applicando la relatività speciale all’evoluzione delle stelle, determinò che stelle con masse poco superiori a quella del Sole, una volta esaurito il combustibile nucleare, avrebbero continuato a contrarsi indefinitamente. Stabilì così un limite superiore per la massa delle stelle che alla fine del loro ciclo possono diventare nane bianche, come avverrà tra circa 5 miliardi di anni per il nostro Sole. Il “limite di Chandrasekhar” è oggi un parametro ben noto, nel quale continuano a imbattersi generazioni di studenti di astrofisica, ma non fu affatto semplice per Chandra far accettare i suoi risultati dalla comunità scientifica.

Chandra era nato il 19 ottobre 1910 a Lahore, allora città dell’India britannica (oggi Pakistan), terzo di 10 figli. Il padre era un importante funzionario governativo delle ferrovie, la madre traduceva Ibsen e Tolstoj. Il padre sognava per il giovane Subrahmanyan una sicura carriera nelle ferrovie e avrebbe perciò desiderato che il figlio si iscrivesse a ingegneria civile. Chandra invece nel 1925 si iscrisse a matematica e fisica poiché aspirava a diventare uno scienziato come lo zio, Sir Chandrasekhara Venkata Raman, premio Nobel per la fisica proprio nell’anno in cui Chandra si imbarcava alla volta dell’Inghilterra. Già da studente Chandra aveva letto importanti lavori, come quello di Enrico Fermi sulla statistica quantistica e quello di R.H. Fowler sulle nane bianche, e aveva lui stesso pubblicato un paio di articoli che avevano riscosso un discreto interesse, in particolare uno che aveva inviato a Fowler, il quale ne rimase colpito, auspicandone la pubblicazione sui Proceedings della Royal Society. Fu proprio Fowler a invitarlo a Cambridge come suo studente di dottorato. A Cambridge Chandra frequentò Milne e Dirac; fu proprio quest’ultimo a consigliare a Chandra, incerto se proseguire i suoi studi concentrandosi sulla fisica teorica o sull’astrofisica, di andare un anno a lavorare a Copenaghen all’Istituto di Niels Bohr. Chandra sceglierà l’astrofisica.

Figura 1: Il giovane Chandra. A soli 18 anni, ancora studente, pubblicò il suo primo articolo “Lo scattering Compton e la nuova statistica”

Dopo il conseguimento del dottorato venne accettato come fellow al Trinity College di Cambridge dove continuò i suoi lavori sulle nane bianche, raffinando i conti e confermando l’esistenza di un valore limite per la massa delle stelle al di sopra del quale il collasso gravitazionale avrebbe avuto effetti fino ad allora non previsti. Venne invitato a presentare i suoi risultati alla Royal Astronomical Society nel gennaio del 1935 ma in quell’occasione la sua teoria venne apertamente osteggiata e ridicolizzata dal luminare di quel periodo in campo astrofisico, Sir Arthur Eddington, eminente esperto di relatività generale, amico personale di Einstein, che sosteneva che tutte le stelle finissero la loro vita come nane bianche e altre possibilità non fossero plausibili. Chandra fu molto deluso dalle aspre critiche e comprese che avrebbe dovuto cambiare aria per continuare a lavorare senza condizionamenti e pregiudizi. Nonostante la profonda ingiustizia che sentì di aver subito, Chandra non mancò successivamente di onorare il grande scienziato che lo aveva duramente contrastato, celebrandone le qualità scientifiche in un libro e, alla commemorazione dei cento anni dalla nascita, definì lo scienziato che mai gli aveva dato ragione come «il più grande astrofisico del proprio tempo». Bohr, Pauli e altri fisici si resero conto da subito che i calcoli di Chandra erano solidi e non contenevano errori evidenti, ma ci vollero anni prima che il suo limite e le implicazioni che esso comportava fossero accettati dalla comunità scientifica. Infatti, secondo i calcoli di Chandra, in una stella con una massa superiore a circa 1 volta e mezza il Sole, la materia doveva continuare il collasso sotto l’azione della forza gravitazionale fino a raggiungere un oggetto di densità elevatissima: Chandra aveva in poche parole posto le basi teoriche per stelle di neutroni e buchi neri. All’inizio degli anni ’70 la scoperta dell’intensa sorgente di raggi X nella costellazione del Cigno diede ragione definitivamente ai conti di Chandra: da 6000 anni luce di distanza arrivava l’identificazione del primo buco nero, un oggetto con una massa enorme che non emetteva luce ed era quel che restava dell’esplosione di una stella più grande del Sole.

Nel 1936 Chandra tornò in India per sposare la compagna di college Lalitha Doraiswamy, un matrimonio non combinato (alquanto raro per l’India di quei tempi). Quello stesso anno accettò il posto offertogli dall’Università di Chicago, dove rimarrà tutta la vita, rifiutando nel 1964 una prestigiosa cattedra a Cambridge, dove aveva mosso i primi passi nel campo della ricerca ma dove aveva anche incontrato troppe difficoltà a lavorare liberamente. Inizialmente lavorò presso l’osservatorio dell’Università a Yerkes nel Wisconsin e ogni settimana percorreva oltre 400 km per andare a fare lezione ad un corso con soli 2 studenti iscritti… ma che studenti: T.D. Lee e C.N. Yang, che ricevettero il premio Nobel nel 1957 (prima di Chandra stesso)! E questo è solo uno degli innumerevoli esempi che raccontano quanto Chandra tenesse all’insegnamento. Veniva descritto da allievi e studenti come insegnante entusiasta, sempre chiaro e disponibile, ebbe oltre 50 studenti di dottorato venuti da tutto il mondo per imparare e lavorare con lui.

Figura 2: Una rara immagine di Chandra durante una lezione

Era sempre alla ricerca di un nuovo “problema” di fisica da studiare. La sua attività di ricerca attraversò 7 periodi, come lui stesso raccontava. Al termine di ciascuno di questi periodi pubblicò un libro che riassumeva con estrema chiarezza e attraverso l’uso di una notevole eleganza matematica i concetti chiave e le principali scoperte sul tema studiato, dalla struttura delle stelle alla loro evoluzione, dalle nane bianche all’idrodinamica e idromagnetica dei plasmi, dalla teoria dell’irraggiamento stellare all’astrofisica relativistica, dalla teoria matematica dei buchi neri alle onde gravitazionali.

Era un ammiratore del Mahatma Gandhi, ma pensava che la priorità fosse fermare la follia nazista, per questo motivo durante la seconda guerra mondiale collaborò con l’Aberdeen Proving Ground studiando le onde d’urto. Fu anche invitato a unirsi agli scienziati di Los Alamos ma le necessarie autorizzazioni non arrivarono in tempo. Dopo la guerra chiese e ottenne la cittadinanza americana, con profonda delusione del padre che non aveva perso la speranza che tornasse un giorno in India.

Nel 1952, chiamato da Enrico Fermi, accettò la cattedra di astrofisica all’Institute for Nuclear Studies di Chicago. Qui decise di dare più ampio respiro al giornale interno dell’Università che diventerà la prestigiosa rivista internazionale Astrophysical Journal, della quale Chandra fu per 19 anni editor, un editor dittatoriale come lui stesso si definiva. Infatti per riuscire a ritagliarsi del tempo per continuare a fare ricerca, aveva imposto orari inflessibili, oltre i quali rispondeva alle telefonate dicendo che l’ufficio della rivista era chiuso.

Nel 1983, anno di pubblicazione del suo libro Teoria matematica dei buchi neri, fu insignito del premio Nobel «per i suoi studi teorici sui processi fisici importanti per la struttura delle stelle e la loro evoluzione», un riconoscimento (50 anni dopo) ai lavori tanto osteggiati da Eddington. In un‘intervista dichiarò: «So che molte persone scrivono come il premio Nobel abbia inciso sulla loro vita. Io posso solo dire che per me non ha fatto alcuna differenza: non me lo sarei mai aspettato».

Figura 3: Chandra negli anni della maturità. Durante un’intervista gli chiesero se fosse compiaciuto
che il limite di massa per le nane bianche avesse assunto il suo nome. Rispose: «Dovrei essere soddisfatto che qualcosa che ho fatto quando avevo 20 anni sia ricordato? Devo assumere che i miei sforzi scientifici nei successivi 55 anni siano stati inutili?»

Era un amante della letteratura, dell’arte e della filosofia della scienza; il suo libro Verità e bellezza: le ragioni dell'estetica nella scienza coniuga questi suoi interessi in uno scritto appassionante. Il suo ultimo lavoro, pubblicato nel luglio del 1995, fu la riscrittura della monumentale opera di Newton The Principia in linguaggio matematico moderno. Morì improvvisamente a causa di un infarto il 21 agosto del 1995 a 85 anni.

Hans Bethe, nell’ottobre di quell’anno ricordò il collega e amico Chandra sul numero della rivista internazionale Nature, raccontando quale piacere fosse assistere a una lezione o a un intervento di Chandra, nel suo perfetto accento inglese, per la chiarezza e il rigore esemplari. Mente profonda e acuta, Chandra fu certamente un astrofisico di prim’ordine, ricordato tanto per le sue capacità scientifiche quanto per il suo grande spessore umano. Nel 1999 la NASA ha lanciato nello spazio un telescopio spaziale per studiare la radiazione X, in grado, tra le altre cose, di rivelare gli oggetti più densi e compatti dell’Universo: il telescopio è stato chiamato Chandra in suo onore e fornisce da allora meravigliose immagini del’Universo a raggi X, andando a caccia di stelle di neutroni e buchi neri. Mai nome di esperimento scientifico fu più azzeccato!

. Figura 4: Il telescopio Chandra e una delle sue meravigliose immagini dell’Universo a raggi X

Fonti delle immagini

Ritratto in copertina: UChicago Photographic Archive, apf1-01654, Hanna Holborn Gray Special Collections Research Center, University of Chicago Library

Figura 1: AIP Emilio Segrè Visual Archives, gift of Subrahmanyan Chandrasekhar

Figura 2: AIP Emilio Segrè Visual Archives, Physics Today Collection

Figura 3: AIP Emilio Segrè Visual Archives, Gift of Kameshwar Wali

Figura 4: NASA