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钱德拉塞卡极限

来自 孔夫子旧书网 的图片

钱德拉塞卡极限是中国科技名词。

世界上所有的国家中,只有我们中国的文化[1]是始终没有间断过的传承下来,也只有 “汉字”是世界上唯一的古代一直演变过来没有间断过的文字形式[2]

目录

名词解释

钱德拉塞卡极限(Chandrasekhar limit )指白矮星的最高质量,约为3×1030公斤,是太阳质量的1.44倍。这个极限是由钱德拉塞卡计算出的。计算的结果会依据原子核的结构和温度而有些差异。

1928年,一位印度研究生——苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡乘船来英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。(据记载,在本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿,说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论,爱丁顿停了一下,然后回答:"我正在想这第三个人是谁"。)在他从印度来英的旅途中,钱德拉塞卡算出在耗尽所有燃料之后,多大的恒星可以继续对抗自己的引力而维持自己。这个思想是说:当恒星变小时,物质粒子靠得非常近,而按照泡利的不相容原理,它们必须有非常不同的速度。这使得它们互相散开并企图使恒星膨胀。一颗恒星可因引力作用和不相容原理引起的排斥力达到平衡而保持其半径不变,正如在它的生命的早期引力被热所平衡一样。

然而,钱德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出:一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力,这质量称为钱德拉塞卡极限。苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也得到了类似的发现。

重大意义

这对大质量恒星的最终归宿具有重大的意义。如果一颗恒星的质量比钱德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。我们观察到大量这样的白矮星。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。

恒星形态

朗道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英里左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它。实际上,很久以后的1967年它们才被观察到。

参考文献