钱德拉塞卡极限

✍ dations ◷ 2025-11-11 11:21:02 #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

  • 少数寡关节炎(英语:oligoarthritis,源自希腊语oligos,即“少”或“寡”)是指在发病的前六个月内,关节炎影响到 2 到 4 个关节。若一次同时有五个或五个以上的关节发炎,则称为多关节炎;若
  • 马德里三一一连环爆炸案马德里三一一连环爆炸案(西班牙语:Atentados del 11 de marzo de 2004;常被简称为11-M)是指一系列发生在2004年3月11日针对西班牙首都马德里市郊铁路系统的恐怖主义炸弹袭击。在
  • 那尔迈调色板那尔迈石板是一件非常重要的埃及考古发现,测定年代为公元前31世纪,含有至今为止发现的最早象形文字铭文。它被认为是用来描述那尔迈国王统一上下埃及的。调色板分为两面,一面描
  • 骷髅会骷髅会(英语:Skull and Bones),美国耶鲁大学中的兄弟会社团,开始于1832年。骷髅会于1832年由耶鲁大学毕业生威廉·拉塞尔创立。他出生于美国一个富裕家庭,耶鲁大学毕业后曾赴德国
  • 撒哈拉沙漠撒哈拉沙漠(阿拉伯语:الصحراء الكبرى‎,aṣ-Ṣaḥrāʾ al-Kubrā ,“大沙漠”)是世界最热的荒漠,亦是世界第三大荒漠,仅次于南极和北极,同时也是世界上最大的沙漠,其
  • 子实层体子实层体(英语:Hymenophore)是真菌的子实体中含有子实层的结构,此名词于1665年由罗伯特·胡克提出。以伞菌为例,子实层专指蕈褶(gill)表面可以产生担孢子构造,而子实层体则是指整个
  • 注意力缺陷多动障碍资优生注意力不足过动症英才是指同时兼具资赋优异及注意力不足过动症的人。属于学障资优生(兼具学习障碍与天才特质的特殊人群)的一种。国际上通用的注意力不足过动症分类、治疗策略
  • 理查特结构理查特结构(英语:Richat Structure),也被称为撒哈拉之眼(Eye of the Sahara)、Guelb er Richat,是一个位于撒哈拉沙漠西部、毛里塔尼亚境内的巨大同心圆地形。理查特结构的直径有50
  • 伍斯特 (马萨诸塞州)伍斯特(英语:Worcester/ˈwʊstər/ ,本地/ˈwᵻstə/ )位于美国马萨诸塞州中部,是伍斯特县的县治所在,人口约18万(2010年),是新英格兰地区第二大城市,仅次于波士顿。它位于波士顿以西
  • 陈卓 (官员)陈卓(1925年4月-2013年3月21日),原名朱瑞祥,中华人民共和国政治人物,河北任丘人,曾任司法部副部长。第七届、第八届全国政协委员。曾于司法部副部长在任时,参与林彪、江青反革命集团