Chandra werd geboren in Lahore (destijds Brits-Indië, nu Pakistan) als oudste zoon en derde kind in het vier zonen en zes dochters grote gezin van Chandrasekhara Subrahmanya Ayyar en Sita Balakrishman. Zijn vader was officier in regeringsdienst bij de Indian Audits and Accounts Department. Tot zijn twaalfde jaar werd hij thuis onderwezen door zijn ouders en een privéleraar. In 1918 werd zijn vader overgeplaatst naar Chennai waar ook het gezin kwam te wonen.
Studie in Madras
Na een periode van privaatonderwijs bezocht Chandra vanaf 1921 de Hindu High School in Triplicane, Madras en kon reeds in 1925 op 15-jarige leeftijd zijn wetenschappelijke studies aanvatten aan het Presidency College in Madras. Hoofdvakken waren wiskunde, natuurkunde en scheikunde. De hele periode werd echter gekenmerkt door een ver doorgedreven zelfstudie vooral om zich beter te bekwamen in de vakken wiskunde en natuurkunde. In 1927 maakte hij de definitieve keuze om natuurkunde te studeren voor zijn bachelordiploma.
In 1928 ontmoette Chandra, de fysicus Arnold Sommerfeld tijdens een van zijn lezingen in het Presidency College en wiens boek Atomic Structure and Spectral Lines hij reeds bestudeerd had. Mede hierdoor raakte hij erg geboeid door de kwantumtheorie van het atoom en de nieuwe kwantumstatistiek. Dit alles resulteerde in het schrijven van een eerste artikel in januari 1929 met de titel The Compton Scattering and the New Statistics, waarvan de publicatie met de medewerking van de Britse astrofysicus Ralph Fowler op eind van hetzelfde jaar verscheen in de Proceedings of the Royal Society.[1] In India kreeg hij na het behalen van zijn bachelorgraad een studiebeurs om in Trinity College (Cambridge) te gaan studeren en werken. In Trinity werkten en onderwezen toen de bekende astronomen en fysici, Arthur Eddington, Ralph Fowler, Paul Dirac en Edward Arthur Milne.
Cambridge en Chicago
Het was in 1930 tijdens zijn bootreis van India naar Engeland dat Chandra het idee had om de relativiteitstheorie met de nieuwe kwantummechanica te combineren en toe te passen op het sterrenmodel voor witte dwergen dat Fowler ontwikkeld had en dat tot het verrassende resultaat van de kritische massalimiet leidde.
In 1932 kreeg Chandra de gelegenheid om zijn studie tijdelijk voort te zetten aan een buitenlandse universiteit of instituut. Hij koos zelf voor het Niels Bohr-instituut te Kopenhagen, omdat hij wist dat hij daar vele bekende natuurkundigen van die tijd zou kunnen ontmoeten. Hij keerde terug naar Cambridge in mei 1933 om zijn doctorale thesis af te werken. Van 1933 tot 1937 bleef hij verbonden aan het Trinity College. Hij trouwde in 1936 met de Indiase Lalitha Doraiswamy, zelf ook een natuurkundige.
Vanaf 1957 en tot in 1971 was Chandra de leidinggevende uitgever van het tijdschrift The Astrophysical Journal en nam hij alle werkzaamheden op zich die nodig waren om het tijdschrift een hoog wetenschappelijk gehalte te geven. In 1970 telde het tijdschrift 24 uitgaven met in totaal 12.000 pagina's.
Reeds op twintigjarige leeftijd bestudeerde hij de levenscyclus en de interne structuur van sterren en ontdekte hij dat er een limiet was aan de massa die een uitdovende ster mocht bezitten alvorens deze zich verder kon ontwikkelen tot een witte dwerg. Voorbeelden van witte dwergen zijn Sirius B en O2 Eridani B. Indien de massa groter was dan ongeveer 1,4 maal die van de zon (M☉) dan zou de eindfase van de ster er heel anders moeten uitzien.
Zijn ontdekking werd met scepsis ontvangen, maar latere berekeningen wezen uit dat deze limiet, nu algemeen bekend als de Chandrasekhar-limiet, kon uitgedrukt worden in termen van de fundamentele atoomconstanten en het gemiddelde moleculaire gewicht van de materie waaruit de ster bestaat. Tegenwoordig weten we dat sterren met eindmassa's groter dan 1,4 maal de zonnemassa eindigen als neutronensterren of als zwarte gaten.
Wetenschappelijk werk (1929 tot 1983)
Tijdens heel zijn loopbaan heeft Chandra blijk gegeven van een uitzonderlijke en niet verslappende wetenschappelijke activiteit en creativiteit. Men kan zeven periodes onderscheiden, die telkens begonnen met de publicatie van een aantal artikelen, brieven en monografieën en die steeds afgesloten werden met de publicatie van een boek dat nadien als een standaardwerk in het specifiek gebied werd beschouwd of kan worden beschouwd. De behandelde onderwerpen:
Stellaire structuur met inbegrip van de theorie van Witte Dwergen (1929-1939).
Stellaire dynamica met inbegrip van de theorie van de brownse beweging (1938-1943)
De theorie van de stralingsoverdracht, De theorie van de verlichting en polarisatie van de door het zonlicht beschenen hemel, de theorieën van de planetaire en stellaire atmosferen en de kwantumtheorie van het negatieve waterstofion (1943-1950).
Hydrodynamische en hydromagnetische stabiliteit (1952-1961).
Het evenwicht en de stabiliteit van ellipsoïdale evenwichtsfiguren (1961-1968).
De algemene relativiteitstheorie en relativistische astrofysica (1962-1971).
De mathematische theorie van zwarte gaten (1974-1983).
Erkenning voor zijn wetenschappelijk werk
Gedurende zijn leven mocht Chandra diverse prijzen en onderscheidingen in ontvangst nemen, waaronder:
1944 Fellow of the Royal Society of London
1947 Adams Prize (Cambridge University)
1952 Bruce Medal (Astronomical Society of the Pacific)
