钱德拉塞卡极限

✍ dations ◷ 2025-12-02 21:18:25 #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

  • 前列腺抗原血液检验n/an/an/an/an/an/an/an/an/an/a前列腺特异抗原(英语:Prostate Specific Antigen、PSA)血浆前列腺特异抗原浓度升高是提示前列腺癌的敏感监测指标;但不能作为确诊指标。由于前列
  • 羟脯氨酸羟脯氨酸(英语:Hydroxyproline)也称作(2S,4R)-4-羟脯氨酸,或是L-羟脯氨酸(C5H9O3N),是一种常见的非标准蛋白质氨基酸,而它的缩写则是 HYP。在1902年时,赫尔曼·埃米尔·费歇尔从水
  • .mw-parser-output ruby.zy{text-align:justify;text-justify:none}.mw-parser-output ruby.zy>rp{user-select:none}.mw-parser-output ruby.zy>rt{font-feature-settings:
  • 尿素甲醛树脂尿素甲醛树脂(UF)是一种透明的热固性塑胶。在弱基(氨或吡啶)内加入甲醛和尿素,加热,经缩合反应,便会合成尿素甲醛树脂。它在1920年代出现在市场。它曾常用于制造电器外壳、电话听筒
  • 底栖生物底栖生物是指任何在海底或海床附近的生命,在希腊语有“海的底部”的意思,有的时候底栖生物也会只在湖底或河底的生物,因此也属于淡水生物学的一环,典型的栖地生物有海星、蚌类、
  • 鳞龙超目鳞龙超目(学名:Lepidosauria)又称鳞龙总目,是群有重叠鳞片的爬行动物。它们包括喙头蜥、蜥蜴、蛇、蚓蜥。鳞龙超目是现今爬行动物中最成功的一群。鳞龙超目是蜥形纲下的一个超目
  • 三氧化二锔Curium sesquioxide三氧化二锔是一种无机化合物,化学式为Cm2O3。锔能形成两种氧化物:三氧化二锔和二氧化锔(CmO2),其中前者更为常见。锔的氧化物都是固体,不溶于水但溶于无机酸。
  • 职业高尔夫球手职业高尔夫球手,是以高尔夫球为职业,以赚取收入的运动员。在高尔夫球界,职业运动员与业余运动员(英语:Amateur sports)的区分受到严格监管。违反了规则的业余运动员会被褫夺业余资
  • 第五种力现代物理学认为有四种基本作用力存在。然而,物理学中并没有一个公认的统一理论,因此偶尔物理学家们也会假定存在一个额外的基本力——第五种力。大多数物理学家假定第五种力大
  • 本杰明·格雷厄姆本杰明·格雷厄姆(英语:Benjamin Graham,1894年5月8日-1976年9月21日)毕业于美国哥伦比亚大学。是一名出生在英国的美国投资人、经济学家以及教授。被称为“价值投资之父”。本杰