恒星演化的两个重要极限，一人因此荣获诺贝尔奖！

　　在先前的文章中，我们曾提到＂太阳的寿命约100亿年，而目前正处于中年时期，也就意味着大约50亿年后，太阳将会死亡＂。
　　其实准确来讲，太阳只是结束了它在主序星时期的时间，此后它将以白矮星的身份继续存在着，并且科学家曾一度认为白矮星是所有恒星的最终归宿……直到一个人的出现。
　　苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（1910—1995）
　　他是一位印度裔物理学家（近代历史上，印度出过不少一流科学家，比如拉曼、拉马努金、玻色等，其中拉曼还是钱德拉塞卡的叔父），因其在星体结构和进化等研究中做出重要贡献（其中最出名的莫过于咱们现在常说的＂钱德拉塞卡极限＂），而荣获了1983年诺贝尔物理学奖。
　　但这一路走的却是非常曲折…
　　1930年，年轻的钱德拉塞卡以优异的成绩获得了政府奖学金，取得了前往英国剑桥大学留学的机会，大学时就对天文学极其感兴趣的钱德拉塞卡，选择的导师就是当时名极一时的亚瑟.爱丁顿，没错就是那位通过实验验证了爱因斯坦广义相对论对星光偏折预言的著名科学家。
　　在坐船前往英国的漫长旅途中，由于实在无聊，钱德拉塞卡决定找些事做做，很快他就将目标对准了天上的太阳。
　　当时知道恒星的内部的反应是核聚变，而中心氢原料耗尽时，会经历一个红巨星的过程，随后在内核形成一种被称为白矮星的天体。形成后的白矮星拥有惊人的高温，以至于内部原子不能保持平常的结构，而以电离的状态存在着，如果用一幅画面表示，你会看到排列非常紧凑的原子核被一群电子＂气体＂包围着，但由于泡利不相容原理，就导致了一种被称为电子简并态的状态出现，而这种状态产生的压强足以与外部的引力相抗衡，于是就阻止了星体的进一步坍缩。
　　这种理论的出现很好的解释了为何白矮星能够稳定存在的谜团，并且使得科学家们一致认为白矮星是所有恒星最终的归宿。但钱德拉塞卡注意到，这样的解释虽然合理，但却没有考虑相对论的影响，如果将相对论考虑进去会怎么样呢？
　　钱德拉塞卡随即投入计算工作中，结果很快出来，令人意外的是，钱德拉塞卡发现电子简并压竟然是有限度的，如果星球的质量超过一定程度，电子简并压就将被冲破，导致星球继续坍缩。
　　（实际上这就是著名的钱德拉塞卡极限，一个白矮星的质量若超过1.44倍太阳质量，将无法保持稳定，会进一步坍缩）
　　带着这个成果来到英国后，钱德拉塞卡兴致冲冲的告诉了自己的导师爱丁顿，没想到一盆冷水浇了过来，爱丁顿在一次公开讲座上严肃反对了钱德拉塞卡的理论，不仅如此，甚至还将他的论文一撕两半……（英国人的绅士风度哪去了）
　　亚瑟.爱丁顿
　　很显然，这对于当时年轻的钱德拉塞卡来说，无疑是一个沉重的打击，造成了很大的伤害，甚至使得他当时离开了相关研究的领域，随后也只是将论文找了一份杂志发表了事。并且这场争论远没有结束，爱丁顿随后多次在公开场合批评钱德拉塞卡的理论。
　　而且由于爱丁顿名声太大，当时甚至没有人敢明确提出反对意见，这样的情况导致钱德拉塞卡在后来的几年内，都没能在英国找到合适的职位，于是只好在1937年离开了这个是非之地，前往美国发展了。
　　虽然钱德拉塞卡当时没有紧接着对此继续研究下去，但关于白矮星坍缩的故事并没有结束。在1932年，詹姆斯·查德威克在α粒子轰击实验中证实了＂中子＂的存在（没错，科学家直到上世纪三十年代才发现了中子）。
　　这一消息在被朗道（1908—1968）得知后，随即预言了中子星的存在。
　　青年朗道
　　很显然，在钱德拉塞卡极限之后，白矮星并不会无限制的坍缩下去，在中途它会遇到类似于电子简并压的抵抗存在，那就是中子简并压。因为泡利不相容原理对费米子管用，所以当电子被强大的压力给塞进质子后，导致质子变成为中子，而中子在不相容的作用下，产生了这么一个足以抵抗强大引力的中子简并压。不过中子星的发现却晚了预言三十多年，这就是后话了。
　　时间来到了1936年，奥本海默意识到（没错，就是造原子弹的那位），如果白矮星的稳定有个极限质量，那么中子星是否也存在这么一个极限质量呢？
　　奥本海默
　　这一算也出来了一个结果，发现中子星的最高质量不能超过0.7倍个太阳质量。说到这，可能有些朋友奇怪了，这好像不对吧？没错，当时奥本海默算出来的结果确实错了，在随后的修正下，这个中子星质量极限被提高到了约2到3倍太阳质量之间，也就是在此种情况下，中子星能保持稳定，于是这个结论就被称为＂奥本海默极限＂。
　　中子星如果继续坍缩，那结果就是黑洞了，就同之前的一篇文章所讲，黑洞是一个极端存在的天体，它的引力作用非常强，以至于导致存在了一圈被称为事件视界的范围，包括光在内的任何物质，一旦涉足，就没有机会再逃出来了。
　　但也有科学家提出，或许在黑洞和中子星之间还存在着夸克星，它是中子被＂压碎＂后，突破了夸克禁闭而导致夸克简并态的产生，这样一来，又能继续阻止星体坍缩为黑洞的命运。不过这个结论是悬而未决的，一般来说，对于恒星死后发生的演化，我们只认为三种结果：白矮星、中子星以及黑洞。
　　总的来说，钱德拉塞卡年轻时的研究成果为人类对恒星演化打开了一扇新的大门，有了钱德拉塞卡极限的思路指引，才有了奥本海默极限的出现。
　　虽然当时遭受了爱丁顿无情的打压，但这一伟大的成果终究会被世人所发现，时间一晃就是53年，73岁的钱德拉塞卡终于因其对星体结构和进化研究的重要贡献，而获得了1983年的诺贝尔物理学奖。
　　本篇文章的内容到此结束。
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