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白矮星的质量上限

然而,白矮星并不是所有恒星晚期的唯一归宿。印度青年物理学家钱德拉塞卡发现,残余质量超过1.4个太阳质量的白矮星状态的星体,由于万有引力过大,电子之间的泡利斥力将抵抗不住引力的吸引,星体将继续塌缩。

钱德拉塞卡有着极好的数学物理基础,他在研究中认识到,当万有引力迫使电子相互靠近时,电子运动速度将被迫加快,对于质量超过1.4M 的白矮星状态的星体,电子运动速度会接近光速,形成相对论性电子气,这时它们的泡利斥力会突然减弱,于是星体将不可能停留在白矮星状态,而会继续塌缩。

因此,钱德拉塞卡得出结论,白矮星存在一个质量上限——1.4M 。宇宙间不存在超过这个质量上限的白矮星。这个上限,后来被称为钱德拉塞卡极限。

钱德拉塞卡在印度大学毕业后,打算到英国去学习天体物理。他是在从印度到英国的旅行途中,在航船上完成这一发现的。

到了英国后,钱德拉塞卡与一些天体物理学家讨论了这一发现,后来又去征求著名天体物理学家爱丁顿的意见。他满以为爱丁顿会赞赏他的发现,没想到爱丁顿认为他的结论是错误的,让他好好检查一下自己的计算。此后他反复检查,都没有发现错误。然而几次找爱丁顿谈,都被爱丁顿不假思索地否定。

最后,爱丁顿看钱德拉塞卡一直坚持自己的结论,就对他说:不久将在伦敦举行一次天体物理讨论会,你可以在会上报告一下你的工作,我可以运用我的影响,给你争取双倍的发言时间,让你充分讲解一下自己的工作。

开会的前一天,钱德拉塞卡与爱丁顿一起共进晚餐。钱德拉塞卡问爱丁顿:“您明天也有报告吗?”爱丁顿说:“有。”“什么名称呢?”“与你的报告名称一样。”钱德拉塞卡马上紧张起来,他觉得,爱丁顿是不是要抢夺自己的研究成果了。

第二天,轮到钱德拉塞卡作报告了,他向与会者散发了自己报告的预印本。他报告完之后,爱丁顿走上了讲台,他发言称:“钱德拉塞卡刚才的报告完全是错误的。”说着就把手中拿着的钱德拉塞卡的论文预印本撕碎。

爱丁顿认为,如果钱德拉塞卡的论文正确,白矮星将塌缩成一个点,一个物质密度和时空曲率都为无穷大的点,难道自然界存在这样的物理状态吗?谁看到过?所以,钱德拉塞卡的工作肯定是错误的。

由于爱丁顿的崇高威望,所有与会者都相信,钱德拉塞卡闹了个大笑话。散会时,一个朋友走到他身边,对他说:“钱德拉塞卡,这次糟透了,实在糟透了。”

其实,爱丁顿从未仔细阅读过钱德拉塞卡的论文,并没有发现论文的计算中真的有什么错误。他只是简单地分析了一下,就武断地否定了钱德拉塞卡的工作。爱丁顿之所以底气很足,还有一个原因,就是爱因斯坦赞同他的看法。

钱德拉塞卡24岁时做出这一发现,73岁时因为这一发现获得了诺贝尔物理学奖。钱德拉塞卡获奖后没几年就去世了。险些错过获奖的机会,因为诺贝尔奖只颁发给活着的科学家。

不过,在获奖之前好多年,钱德拉塞卡的研究成果就已经得到了学术界的承认。在一次研讨会上,他走到泡利身边,请他看一下自己的论文。泡利拿过来一看,说:“这篇文章我看过。”他问:“您觉得我的文章怎么样?”泡利说:“很好啊。”钱德拉塞卡说:“爱丁顿教授说我的文章不满足您的不相容原理。”泡利说:“不,不,不。你的文章满足我的不相容原理,可能不满足爱丁顿不相容原理。”

泡利很少赞扬别人的工作,这次赞扬了钱德拉塞卡,但把爱丁顿讽刺了一下,可能他认为爱丁顿有种族歧视。应该说明的是,后来爱丁顿也承认了钱德拉塞卡的结论是正确的,并向他道了歉。 +hOeSNFRyZlUDs3Vo8+SMCYTGTx4LF5yMtGvBrhHn3BYgGC8kn+MXOzLdPq9aaGQ

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