这是微观粒子世界一个基本规律,是美籍奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利发现的,由此人们把它叫做泡利不相容原理。
这个原理认为在费米子组成的系统里,不能有两个或者两个粒子处于完全相同状态,它们在一起必然发生相互排斥的现象。
就像一群小孩子在一起玩耍,它们都不会让别人靠近自己,一旦靠近就会努力推开。
这样在微观世界就形成了一种压力,这种压力就是使原子核与电子之间留下很大空间,物体会变得很大的内在原因。
但天体本身没有能量抗拒引力压力时,就完全靠这种简并压起作用,竭力的顶住引力压力,物体的原子虽然发生了变形,但还勉强存在于我们的世界。
电子、质子、中子都属于费米子,因此都遵循泡利不相容原理。
白矮星就是依靠电子简并压支撑着天体自身的引力压,保持了一个平衡;中子星依靠中子简并压抵御自身引力压保持一个平衡。
这两种简并压不在一个数量级上,因此两种天体所能抵御的引力压就完全不同。
这就是白矮星和中子星存在的根据。而所谓的钱德拉塞卡极限和奥本海默极限也就是根据电子简并压和中子简并压的压力大小计算出来的。
这两个极限是白矮星和中子星的生死线,一旦突破,就会发生性质的变化,就做不成它们自己了。
这个理论认为,白矮星质量到达太阳的1.44倍,就会发生质变。
这个质变就是电子简并压再也承受不了引力压力,天体就会发生进一步的坍缩。
坍缩激发碳和氧的核聚变,内部热失控导致大爆炸,这就是la型超新星大爆发,爆发后的结果要根据剩余的质量,继续坍缩成一个中子星或着黑洞。
这个理论是印度裔天文物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡计算出来的,因此以他的名字命名。
计算公式为:
这个理论基于:星体产生的热会逼迫大气外移,但当星体能量用尽,大气会受到引力作用而坍塌回星体表面,星体小于钱德拉塞卡极限时,这个塌回会受到电子简并压的抵抗,而使白矮星保持稳定。
当质量高于钱德拉塞卡极限,也就是1.44个太阳质量,电子简并压就无力支撑引力压力,而继续坍缩成为一个中子星。