Chandra

Publicado el 29 de septiembre de 2008 en Historias de la ciencia por omalaled
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En 1999, la NASA llamó “Chandra X-ray Observatory” al tercero de sus cuatro Grandes Observatorios. Pero, ¿sabéis quién fue Chandra? Algunos científicos abandonan sus investigaciones a medida que envejecen y otros retienen su afán de conocimiento, pero la resolución de problemas “rutinarios” deja de satisfacerles y se embarcan en problemas fundamentales más allá de su competencia. Ninguno de estos caminos fue el escogido por nuestro héroe de hoy.

Subrahmanyan Chandrasekhar, o Chandra, como era más conocido (que significa “Luna” o “luminoso” en sánscrito) nació en Lahore en 1910 y se formó como físico en la Universidad de Madras. Su tío Sir Venkata Raman fue un físico indio y premio Nobel de Física en 1930. Chandra siempre recordaba que «en casa siempre había atmósfera de ciencia».

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. Ganó un concurso de su facultad al mejor ensayo sobre la teoría cuántica. Como el premio era un libro pidió uno que había visto en la biblioteca de la facultad: La constitución interna de las estrellas de Arthur Eddington.

Se licenció en física el año 1930 y ese mismo año, el joven físico fue admitido en Cambridge, donde esperaba convertirse en discípulo del mismo Eddington. Durante el largo viaje hacia Inglaterra (de tres semanas) estuvo meditando sobre las enanas blancas.

Cuando a una estrella como el Sol se le agota el combustible nuclear se hunde por su propia gravedad. La pregunta es, ¿qué limita ese hundimiento? En 1862, el óptico Alvan Graham Clark había construido un telescopio tan potente que al observar Sirio vio que tenía una compañera unas 10.000 veces menos luminosa y del tamaño de la Tierra. No obstante, sus movimientos hacían ver que su masa era la del Sol que tiene más de 300.000 veces la de la Tierra. Eso implicaba una densidad muy alta: mucho más que la del plomo.

En 1926, utilizando la mecánica cuántica, Ralph H. Fowler había argumentado que los electrones debían cumplir el Principio de Exclusión de Pauli, o sea, que dos electrones no podían estar en el mismo estado cuántico. Los electrones, por tanto, tenían que moverse muy deprisa, presionándose unos a otros, y esa presión compensaría la gravitatoria deteniendo el colapso. A medida que se añadían más electrones (la estrella tuviera más masa), los electrones tenían que ser cada vez más rápidos.

Pues bien, durante ese viaje, Chandra razonó que podía llegar un punto en que los electrones se moverían tan rápido que sus velocidades se acercarían a la velocidad de la luz y esa velocidad no podía superarse. ¿Qué sucedería entonces si se añadían más electrones (o sea tuviera más masa)? Pues que había que aplicar la Teoría de la Relatividad. La pregunta era ¿cambiaría algo si se aplicaban las ecuaciones relativistas?

Hizo cálculos y obtuvo un resultado sorprendente. Resultaba que las enanas blancas se volvían inestables cuando su masa era 1,4 veces la del Sol. Cuando llegaban a esa masa, su presión interior nunca podría compensar la gravedad y devendría un colapso. Hoy conocemos a esa masa como Límite de Chandrasekhar.

Hallándose ya en Cambridge, Chandra mostró a Fowler sus manuscritos con las estimaciones que había realizado en su travesía, pero éste mostró un marcado escepticismo al respecto. Tímido y solitario, se sintió marginado por el ambiente que se respiraba entonces en esa institución académica. Pasaba la mayor parte del tiempo en su habitación, saliendo solamente para las clases y las comidas. No obstante, continuó trabajando en su teoría de las enanas blancas.

Eddington venía a menudo a visitarle a sus habitaciones, siguiendo su trabajo casi diariamente; los dos cenaban juntos muchas veces en la gran mesa del comedor del Trinity, que se reserva a los profesores y visitantes distinguidos.

Finalmente, Chandra intervino en la reunión anual de la Real Sociedad Astronómica exponiendo sus investigaciones. Finalizada la intervención habló Eddington: «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.

Chandra, con su carácter tímido, no quiso entrar en un debate público y se fue a América en 1937, al a Universidad de Chicago. Pero no se amilanó y escribió a su amigo de toda la vida, Leon Rosenfeld, 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 y trasladó los argumentos al mismo Wolfgang Pauli, quien obtuvo un resultado similar. Los argumentos de Eddington, concluyó Rosenfeld, eran «el más absoluto despropósito».

Aun así, la amistad entre Eddington y Chandra siguió siendo como siempre. Es más, en 1944, después de la muerte de Eddington, diría de él: «Creo que cualquiera que haya conocido a Eddington estará de acuerdo en 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».

Después de sus incursiones en la evolución estelar se centró en otras cuestiones. Su estilo de investigación era poco habitual. Escogía un tema y lo exploraba concienzudamente durante unos cuantos años; luego sistematizaba sus pensamientos en un libro y pasaba a otra cosa. De esta manera produjo textos clásicos sobre la estructura de las estrellas, la dinámica de los sistemas estelares, la mecánica de fluidos y otros temas especializados. Hacia el final de su vida volvió a los agujeros negros.

El punto culminante de la investigación sobre los agujeros negros se alcanzó a principios de los 1970. Los teóricos comprobaron que, si Einstein tenía razón, los agujeros negros eran objetos idénticos, caracterizados solamente por su masa y su momento angular, como una partícula elemental cualquiera; y los astrónomos empezaron a sospechar que los agujeros negros eran algo más que simples construcciones teóricas. Todo ello causó una honda impresión científica y estética en Chandra. En una conferencia en 1975 afirmaba:

En toda mi vida científica… la experiencia más turbadora ha sido constatar que una solución exacta de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, hallada por el matemático neozelandés Roy Kerr, proporcionaba una representación fiel de los agujeros negros que, en número incalculable, pueblan el Universo. Este “escalofrío ante la belleza”, el hecho increíble que un descubrimiento motivado por la búsqueda de la belleza matemática encuentre su réplica exacta en la naturaleza, me anima a afirmar que la belleza es la respuesta de la mente humana a las cosas más profundas.

Chandra tenía ya más de 70 años cuando se embarcó en esta investigación. Presumía de citar la respuesta del gran físico Lord Raileigh a la afirmación de T.H. Huxley de que “los científicos de más de 70 años hacen más mal que bien”. Raileigh (que a la sazón tenía 67 años) respondió: “Puede que sea así, sobre todo si se empeñan en criticar la obra de los jóvenes, pero no veo nada malo en que se dediquen a aquello que conocen”. Chandra siguió este precepto al pie de la letra. Nunca pretendió dominar las técnicas matemáticas introducidas por Penrose y que tanto impulso habían dado al tema. En vez de eso, adoptó métodos más “clásicos” que ya había aplicado en otros contextos.

Chandra analizó la respuesta de un agujero negro en equilibrio ante una perturbación, para lo cual amplió técnicas utilizadas tradicionalmente para estudiar los modos de vibración de un tambor, y también de las masas de tierra y agua. En cierto sentido, estas técnicas complementaban los métodos de Penrose: no podían explicar un colapso genérico, donde no existe ninguna simetría especial, pero ofrecían una imagen más cuantitativa de lo que pasaría si un agujero negro fuera perturbado, por ejemplo, por la caída de un objeto desde una órbita cercana. Estas técnicas permiten estudiar los agujeros negros de forma parecida a como los sismólogos estudian la Tierra: se valen de los diversos modos de oscilación de la corteza tras un terremoto para estudiar la estructura planetaria.

Era excepcional entre sus contemporáneos por su autodisciplina y su resistencia intelectual. Estas dos cualidades le permitieron efectuar las manipulaciones matemáticas más elaboradas sin desfallecer y (lo que es igual de notable) sin errores. Martin Rees recordaba la primera vez que asistió a una conferencia de Chandra en Cambridge:

Exponía sus cálculos en transparencias que pasaba a una velocidad vertiginosa; las ecuaciones eran tan largas que requerían varias de ellas. Acabó su exposición con una de sus típicas invectivas: “Puede que piensen que he usado un martillo para romper huevos, pero los he roto”.

Su virtuosidad matemática se pone de manifiesto en su tratado de 650 páginas The Matematical Theory of Black Holes. En uno de los capítulos, de 100 páginas, las manipulaciones son tan complicadas y la argumentación tan lacónica que añade la siguiente nota a pie de página:

Las reducciones necesarias para ir de un paso a otro [en este capítulo] son a menudo muy elaboradas y, en ocasiones, pueden requerir diez, veinte y hasta cincuenta páginas. Para los lectores que deseen estudiar detalladamente el proceso completo, se han depositado las derivaciones del autor (en 600 páginas de tamaño legal y seis cuadernos adicionales) en la Biblioteca Joseph Regenstein de la Universidad de Chicago.

Tal es el aura que rodea a Chandra y su objeto de estudio que este texto abstruso y formidable ha vendido miles de ejemplares en su edición de bolsillo. Sus ventas no pueden compararse con las de la “Historia del Tiempo” de Hawking, pero probablemente le gana en cuanto a ejemplares vendidos y realmente leídos. Cualquier lector que lo intente seguramente reaccionará como el erudito decimonónico William Whewell ante los Principia Mathematica de Newton:

Nos sentimos como cuando visitamos una armería antigua y contemplamos el tamaño gigantesco de las armas;… nos maravillamos de la fuerza de aquellos hombres, capaces de blandir unas armas que nosotros apenas si podemos sostener.

Cuando apareció su libro sobre los agujeros negros, Chandra tenía 72 años. La mayoría sospechaba que esta sería su última monografía. Además redondeaba su carrera con una elegante simetría, resumiendo nuestro conocimiento de unos objetos que él mismo había revelado en su primer trabajo de investigación en Cambridge (un trabajo que le dio más fama que el resto de sus cincuenta años de carrera científica). Sin embargo, Chandra prosiguió su producción incesante de artículos técnicos.

En sus últimos años desarrolló una nueva pasión. Su fascinación por quienes alcanzan las más altas cumbres de la creatividad, ya sea en la ciencia o en las artes, le llevó a estudiar detalladamente la obra de Newton, lo que culminó en un tratado de 600 páginas: Newton’s Principia for the Common Reader (Los Principia de Newton alcance de todos), publicado en 1995.

Deseaba que su libro sobre los Principia fuera el último. Con 84 años, había decidido poner fin a su extraordinaria y sostenida carrera científica. Siempre criticó a los científicos veteranos que vivían de su reputación; una retirada a tiempo era mejor que arriesgarse a comprometer su prestigio. Como dijo a sus colegas: “Hay un tiempo para todo, y un tiempo para acabar con todo”.

Murió en agosto de 1995; su último artículo se publicó ese mismo mes. Nunca sabremos si, de haber vivido más tiempo, habría relajado realmente su producción o habría roto definitivamente con una larga vida de reflexión, enseñanza y trabajo. Sea como sea, fue un auténtico apasionado de la ciencia hasta el último día de su vida. Pocos pueden decir una cosa así.

Y fue quizás la persona que más reflexionó sobre nuestro universo durante más tiempo y más intensamente que ninguna otra persona desde Einstein. En una de sus últimas conferencias concluía así:

La empresa científica ha sido comparada a menudo con la escalada, con la ascensión de montañas altas y menos altas. Pero me pregunto quién de nosotros puede esperar, o siquiera imaginar, subir al Everest y alcanzar la cumbre cuando el cielo es azul y el aire está calmado, y en esa quietud contemplar toda la cordillera del Himalaya, con la deslumbrante blancura de la nieve extendiéndose hasta el infinito. Ninguno de nosotros puede esperar una visión comparable de la naturaleza del universo que nos rodea. Pero eso no quiere decir que sea mediocre o humilde permanecer en el calle inferior y esperar a que el Sol surja sobre el Kanchenjunga.

Un colega suyo llamado John Simpson comentaba:

Nunca olvidaré un encuentro con Chandra. Lo vi caminando hace cuatro o cinco años  y parecía triste. Le pregunté qué pasaba. Dijo:

- He entregado mi resumen anual al director y sólo he escrito cinco o seis artículos este año.
- Bien, es verdad que has bajado el ritmo -dije yo- pero recuerda que también escribiste un libro sobre agujeros negros este año.
-¡Oh! -se le iluminó la cara- ¡Lo había olvidado!

Y por si fuera poco, lo daba todo por sus alumnos. Allá por los 1940, su carácter reservado le llevó a instalarse a más de 150 Km del campus para no molestar a sus colegas rechazando invitaciones en las que se servía alcohol o carne. Conducía diligentemente su coche cada semana para dar sus clases hasta en las más duras tormentas invernales. Un día se encontró con que sólo tenía dos alumnos que le esperaban para asistir a su clase. Esos dos alumnos eran Chen-Ning Yang y Tsung-Dao Lee, más tarde Premios Nobel de física. Lo recibieron antes que su maestro.

Norman Lebovitz dijo de él:

Fue el más intelectual de los intelectuales y el trabajador más infatigable en ciencia.

Aquella idea que se le había ocurrido al joven físico durante el viaje le valió un Premio Nobel. Pero tardaron nada menos que 53 años en dárselo. Lo obtuvo junto a otro Fowler, (William Alfred Fowler), en 1983. Hoy, las estrellas de neutrones y los agujeros negros propuestos por Chandra son una parte central y apasionante de la Astrofísica.

Fuentes:
“Antes del principio”, Martin Rees
“E=mc2“, David Bodanis
http://singularidad.wordpress.com/2008/08/20/objetos-hipercompactos-chandrasekhar-destapa-la-caja-de-pandora
http://www.tamil.net/people/andrew/subra.htm
Artículo de El País
http://www-news.uchicago.edu/releases/95/950822.chandrasekhar.shtml
http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-s_chandra.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Subrahmanyan_Chandrasekhar



Hay 18 comentarios a 'Chandra'

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  1. #1.- Enviado por: Kunzahe

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 00:19

    Como siempre es un placer leerte.

    ¿Realmente crees que tan poca gente de los que la han comprado se ha leído Historia del Tiempo? Si dijeras leído y sacado provecho, estaría claro xD

  2. #2.- Enviado por: Dicari

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 05:36

    Yo tengo Historia del Tiempo, aun sin leerlo :(

    Gran historia la de Chandra

  3. #3.- Enviado por: Cesar

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 06:25

    Dicari: y que estas esperando!!!
    Despues tenes “El universo en una cascara de nuez”

    Omalaled: de donde sacas las historias?? Conocia a Chandrasekar pero no con tanto detalle.
    Yo ahora estoy leyendo un par de libros de Paul Davies; cuando los termine les digo si vale la pena leerlos.

  4. #4.- Enviado por: Hispa

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 09:13

    Impresionante entrada. Había muchas cosas sobre la figura de este ¿físico?¿matemático?¿ambas cosas? que desconocía. Hawking habla bastante sobre él en su Historia del Tiempo (que yo sí me he leído, ¡jeje!). Chandra es la prueba de que los chovinismos raciales, culturales o de edad están fuera de lugar en la ciencia (y en cualquier otra rama de la experiencia humana).
    Sobre todo me impresiona cómo había gente a principios de siglo sentando las bases teóricas de fenómenos cuya existencia no ha sido demostrada hasta hace bien poco (y en el caso de los agujeros negros, tengo entendido que es aún una teoría aún no enteramente probada, corregidme si me equivoco).
    Y finalmente, felicidades por esta página, que destaca tanto en diseño como en contenidos.

  5. #5.- Enviado por: Ender Muab'Dib

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 10:49

    Hispa, por lo que yo sé, los agujeros negros no están probados empíricamente. Se sabe que hay enormes campos gravitatorios producidos por objetos que no podemos observar y se especula sobre su comportamiento. Los agujeros negros son como un modelo que esperamos que se corresponda con esos objetos. O al menos eso tengo entendido.
    De todos modos, toda esa especulación es fruto de fórmulas que sí están probadas, así que tan caro que luego no sea de ese modo.

    Sobre Chandra… increíble, como todas las historias que nos cuentas, omalaled. Está claro que los genios no sólo tienen una idea brillante que les lleva a la fama, si no que llevan detrás toda una vida a la altura.

    ¡Saludos!

  6. #6.- Enviado por: LordHASH

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 15:33

    Conocía a Chandra por los agujeros negros…Me parecía interesante. Ahora me parece increíble.

    Geniales historias Omalaled. Sigue así.

    Salu2

  7. #7.- Enviado por: ElHombrePancho

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 16:17

    Interesante e inspirador, como de costumbre =)

  8. #8.- Enviado por: maty

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 18:25

    Lo que se aprende leyendo a algunos, incluso a ser humilde ante tanta grandeza.

    Un placer, como siempre. Gracias por ello.

  9. #9.- Enviado por: omalaled

    El día 29 de septiembre de 2008 a las 22:51

    Kunzahe: el placer es mío al leer los comentarioa. Sobre el libro de Hawking:.. ufff, sacado provecho… quizás los primeros tres capítulos :-)
    Dicari: ojo que es un libro duro. Si no entiendes algo, tranquilo, a muchos nos pasa lo mismo.
    Cesar: bueno… lo confesaré… es que tengo una bola de cristal que… :-) En realidad, conocía a Chandra desde la facultad, el detalle de profesor de Lee y Yang lo leí hace tiempo en el libro de Bodanis y el grueso está en el libro de Martin Rees. Todos los buenos libros de divulgación siempre acaban hablando de uno u otro.
    Hispa: Ya Ender te lo ha dicho muy bien. Enormes campos gravitatorios en algo demasiado pequeño rápidamente decimos que son agujeros negros. Todo apunta a que son algo más que concepciones matemáticas.
    LordHASH, ElHombrePancho, maty: muchas gracias. Sé que Chandra estuvo en Barcelona (en la Universidad Central) allá por el año 1989. Yo entonces no tenía el interés en la física como lo tengo ahora y me lo perdí. Ahora me arrepiento. Me encanta cómo acabó (fuente):

    Chandrasekhar tampoco quiere pronunciarse sobre la creciente tendencia a la comercialización de la ciencia, que implica, como en el caso de la fusión, el anuncio de los descubrimientos a través de los medios de comunicación y la protección del método por patentes. “No quiero ser arrogante. Si me pronuncio dirán de mí que soy un viejo y tengo ideas antiguas”, dice sonriendo suavemente, para terminar con una frase comprensiva: “Es un reflejo de la naturaleza humana”.

    Salud!

  10. #10.- Enviado por: Marfil

    El día 30 de septiembre de 2008 a las 07:33

    Increíble personaje; me avergüenza no sólo no haber sabido nada de su vida hasta el momento (salvo si acaso sobre el Límite de Chandrasekhar), sino además haber asumido sin más que era un científico ruso (a lo mejor por el nombre, aunque ya me parece imposible verle la similitud con el idioma ruso), acá es donde se hace nefasta aquella máxima de “lo que no sé me lo invento”….

  11. #11.- Enviado por: Haplo

    El día 1 de octubre de 2008 a las 17:03

    Genial post como siempre omalaled. Me ha impresionado el comentario de como estudiaba los agujeros negros a través de métodos para las vibraciones de los tambores… impresionante.

    Solo los grandes hombres como Chandra serían capaces de tal acercamiento teórico y encima dar con la clave.

    Por cierto, yo lo único de lo que saqué provecho de “historia del Tiempo” fue del título. No doy para más :)

  12. #12.- Enviado por: alex3.0

    El día 1 de octubre de 2008 a las 22:29

    ¡Ya estoy actualizado!

    Acabo de terminar el libro Agujeros negros y pequeños universos y ahora voy por la Historia del tiempo.

    Como dijo no se quien:

    Los grandes hombres hablan de ideas…

  13. #13.- Enviado por: omalaled

    El día 3 de octubre de 2008 a las 00:22

    Marfil: hay mucha gente por ahí que no conocemos cuyas vidas valen la pena de verdad. Desgraciadamente, nuestra sociedad premia antes un buen pelotazo que no una vida dedicada a la ciencia.
    Haplo: muchas gracias. Ese libro de Hawking…
    en fin, dejémoslo correr :-)
    alex 3.0: que te sea leve :-)

    Salud!

  14. #14.- Enviado por: alex3.0

    El día 3 de octubre de 2008 a las 05:30

    Yo ni sabia de ese libro, pero ahora mismo lo apunto.

    Si los libros no sirven para ser mas reales, entonces ¿para que demonis sirven?

  15. #15.- Enviado por: Nachop

    El día 3 de octubre de 2008 a las 18:12

    Yo de historia del tiempo flipe con los spines, eso de que tengas que darle dos vueltas a la particula para que sea igual esa cara… por mucho que lo expliquen con las dos ruedas dentadas una dentro de otra… Que son particulas no constructos hombre…
    ¿algún día sabremos de verdad de que esta hecha la materia?
    Un abrazop de Nacho Omalaled… :)

  16. #16.- Enviado por: Nachop

    El día 3 de octubre de 2008 a las 18:13

    De nachop… se me ha fastidiado el retruecano… snif

  17. #17.- Enviado por: alex3.0

    El día 6 de octubre de 2008 a las 08:01

    Mira que te dedique un post y se me olvido avisarte.

  18. #18.- Enviado por: alex3.0

    El día 23 de octubre de 2008 a las 04:35

    http://www.lne.es/secciones/noticia.jsp?pRef=2008102300_50_688513__Ultima-Pagina-India-entra-lucha-Luna

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