钱德拉塞卡极限

✍ dations ◷ 2025-11-23 12:13:08 #天体物理学

钱德拉塞卡极限(Chandrasekhar Limit),以印度裔美籍天文物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡命名,是无自转恒星以电子简并压力阻挡重力塌缩所能承受的最大质量,这个值大约是1.4倍太阳质量 ,计算的结果会依据原子核的结构和温度而有些差异。钱德拉塞卡, eq. (36),, eq. (58),, eq. (43) 给出

此处, μe是分子的每电子平均质量, m H {\displaystyle m_{H}} 是氢原子的质量,而 ω 3 0 2.018236 {\displaystyle \omega _{3}^{0}\approx 2.018236} 是与莱恩-恩登方程式有关的常数,在数值上,这个值大约是 (2/μe)2 · 2.85 · 1030 公斤,或是 1.43 ( 2 / μ e ) 2 M {\displaystyle 1.43(2/\mu _{e})^{2}M_{\bigodot }} ,此处的 M = 1.989 10 30   k g {\displaystyle M_{\bigodot }=1.989\cdot 10^{30}\ {\rm {kg}}} 是标准的太阳质量 ,而 c / G {\displaystyle {\sqrt {\hbar c/G}}} 是普朗克质量, M P l 2.176 10 8   k g {\displaystyle M_{\rm {Pl}}\approx 2.176\cdot 10^{-8}\ {\rm {kg}}} ,是M的数量级极限MPl3/mH2。

对白矮星而言,电子简并压力是其抵抗重力的唯一力量,因此这个值也是白矮星的质量上限。主序星的质量若超过8倍的太阳质量,在演化结束前不能抛掉足够的质量成为稳定的白矮星,因此会成为中子星或是黑洞 。

电子简并压力是依据量子力学的泡利不相容原理所产生的效应。因为电子是费米子,在一个原子内不能有两个电子有着相同的量子状态,所以不可能让所有的电子都在最低的能量。换言之,电子必然会占有不同的能阶。当原子被压缩时,由于电子的数量和必须占有不同的能阶,所以必然会占有一定量的体积。因此电子的能量将因为压缩而增加,电子也必须施加压力来抗拒电子云的进一步压缩。这就是电子简并压力的起源。

在非相对论的情况下,电子简并压力可以由状态方程求得,形式为P=K1ρ5/3。解白矮星多方模型的流体静力学等效方程式可以导出系数为3/2的半径反比于质量的立方,和体积反比于质量的关系。当白矮星模型的质量增加时,电子简并压力使得特有的电子能量相对于它们的静止质量不再是微不足道的。电子的速度接近光速,因此必须考虑到狭义相对论。在强大的相对论效应下,我们发现状态方程的形式为P=K2ρ4/3。这将使多方模型的系数成为3,这会使总质量Mlimit只与K2相关联。.

相关

  • 纳豆纳豆是日本常见的传统发酵食品,由黄豆通过Bacillus subtilis natto(枯草杆菌亚种之一)借由菌种发酵所释放的酵素转化蒸煮过黄豆的营养成分所制成的豆制品,气味浓烈,有黏性,不仅保
  • 谛(梵语:सत्य,转写:Satya),古印度哲学术语,字面意义是现实、真理、真实。在印度各宗教中,都使用这个术语,用来称呼某个人的思想、言论及行为,是信实可靠、没有虚假的。也被翻译为
  • 查尔斯·克里奇菲尔德查尔斯·路易斯·克里奇菲尔德(英语:Charles Louis Critchfield,1910年6月7日-1994年2月12日)是美国数学物理学家,1939年从乔治·华盛顿大学取得博士学位,师从爱德华·泰勒。1943年
  • 淮安市淮安市,简称淮,旧称淮阴,古称清江浦、楚州、山阳,是中华人民共和国江苏省下辖的地级市,2019年正式被列入长三角一体化规划,位于江苏省中部。市境西北临宿迁市,东北界连云港市,东达盐
  • 88理财有方《88理财有方》是三立财经台理财节目,主持人王志郁(2015年5月4日-2015年7月31日由陈书贤、张雅芳主持)。
  • 有机镁化学有机镁化学是研究含有镁-碳键的化学分支。有机镁化合物中,镁都已正二价的形式出现。格氏试剂(Grignard reagent)是最重要的一类有机镁化合物,它由卤代烃和镁在适宜的条件下(如溶
  • 桃李劫《桃李劫》,1934年中国早期有声电影,由上海左倾的电通公司制片厂制作,应云卫执导,于该年12月16日在上海金城大戏院上映。主演袁牧之亦与应云卫一起担任该片编剧。电影的主题曲是
  • 澳门早报澳门早报 (Agora Macau)是澳门一份周报,创于2005年10月28日。逢星期一出版,彩色印刷,每期12-20版不等。
  • MARIKA SEVENMARIKA SEVEN(日文:まりかセヴン),是日本漫画家伊藤伸平的漫画作品。于漫画アクション(双叶社)2010年10月19日号开始连载。普通的女高中生三条居住的街道遭怪兽袭击,21-a星云来的
  • 南希·韦克南希·格蕾丝·奥古斯塔·韦克(英语:Nancy Grace Augusta Wake,1912年8月30日-2011年8月7日)是英国的女间谍,绰号“白鼠”,在第二次世界大战为联军做出了巨大的贡献,曾经获得多国勋