細說天文學家錢德拉塞卡,白矮星和一個科學家的故事

2020-12-05 宇宙很奇妙

大家好,我是本文的作者,歡迎閱讀我的文章,先送你一個麼麼噠~能關注我就送你兩個麼麼噠~1929年,在金奈的一所大學中一位年輕的科學家第一次提出宇宙中確實存在黑洞。他叫蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡,他在19歲時撰寫了一篇關於恆星內部結構的著作,因此獲得了去劍橋大學攻讀碩士學位的機會。從某種程度上說,現代黑洞的研究開始於對白矮星的研究。一顆白矮星它被延展的星雲所包圍,當恆星發生最大程度的收縮之後,它在氣體和塵埃的包圍中清晰可見。

白矮星的質量很大,密度極高,白矮星的體積與地球差不多大,但是它的質量卻和太陽旗鼓相當。它就像一塊重達數噸的小方糖,在錢德拉塞卡前往英國的時代,人們認為恆星的最終歸宿都是白矮星。錢德拉塞卡算出在耗盡所有燃料後,多大的恆星可以對抗自身引力,而維持自己。錢德拉塞卡計算出了恆星的質量臨界值,超過臨界值的白矮星將無限收縮。有些白矮星的質量可能會比太陽大,但是不會大太多。任何一顆處於晚期的核燃料用盡的恆星,也就是白矮星,超過了質量臨界值就無法在維持原有的形態。

根據錢德拉塞卡極限理論來看,這樣的恆星將無法以白矮星的形式終結生命。它將不再是我們一般意義上所理解的恆星了。曾經有人計算出了一顆恆星收縮到極限時它的半徑約為一萬公裡。錢德拉塞卡認為,如果一顆板其恆星的質量超過了太陽質量的1.44倍,它將無法抵抗自身的萬有引力,這顆恆星將完全塌回星體表面,無限收縮。白矮星無限收縮,最終會塌縮成我們現在所說的黑洞。人們在研究白矮星的過程中,得出了黑洞存在的結論。

抵達劍橋後,錢德拉塞卡寫了一篇論文,闡述了他的新發現。當時亞瑟·愛丁頓爵士正在劍橋從事學術研究,他是研究恆星內部結構方面首屈一指的專家。當時廣義相對論剛發表不久,愛丁頓是這一理論著名的闡釋者和擁護者。愛丁頓曾認為恆星都會以白矮星的形式終結,但他出人意料的對錢德拉塞卡的論文大加讚賞,並承諾支持這一觀點。然而,當時的情況是錢德拉塞卡準備在一次會議上展現他的論文成果,當時錢德拉塞卡剛把成果展示出來,愛丁頓就跳起來批評他。

愛丁頓的反駁有些刻薄,愛丁頓斷言恆星可以探索到半徑只有數公裡的狀態,但不可能更小。他說,必然有一種自然法則能夠阻止恆星發生如此荒謬的事情。愛丁頓為什麼要對錢德拉塞卡進行如此嚴厲的批評呢?索恩認為,愛丁頓純粹是想為錢德拉塞卡追求科學真理製造麻煩。索恩懷疑覺得很有可能其實愛丁頓當時已經把錢德拉塞卡當成同事對待,在當時的英國同事之間的學術競爭非常激烈。

但是錢德拉塞卡顯然還沒有覺得自己的實力不足以和愛丁頓以同事相稱,他覺得自己和他完全不是一個重量級的人物,但是愛丁頓應該是很欣賞錢德拉塞卡。之後錢德拉塞卡離開了英國,前往美國工作。後來索恩邀請他來加利福尼亞理工學院,他們結下了深厚的友誼,直到1995年錢德拉塞卡去世。好了,今天的內容就到這裡了,喜歡我的文章可以點讚加關注,我們明天再見。

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    白矮星和中子星的「極限」:這兩位科學家的名字,告訴了我們答案我們知道宇宙當中存在恆星和行星這兩種星球,其中恆星的質量和體積都比較大,所以內部能夠啟動熱核聚變反應,釋放出巨大的能量。而恆星的最終演化,通常都會走向三個結局:白矮星,中子星或者黑洞。那麼恆星演化成白矮星和中子星的極限,分別都是什麼呢?白矮星和中子星的質量最大又能夠有多大呢?這是個非常值得探討的問題——當然也早就有科學家對其進行研究,並且給出了我們確切的答案,而且還各自用他們的名字命名了自己的科研成果。今天小編就來和大家聊一聊,宇宙當中恆星演化形成的白矮星和中子星,質量的極限分別都是多大。
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    蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡於1910年出生於印度的一個婆羅門家族,父親是政府審計部門的高階官員,母親是一位知識分子,家境可算殷實。錢德拉塞卡在中學時就表現出驚人的數學天賦,被譽為神童。此後,他與愛丁頓的爭論持續了好幾年,愛丁頓曾多次公開抨擊錢德拉塞卡,最終導致錢德拉塞卡在英國已無法立足,因為沒有任何人願意提供職位給他。終於,錢德拉塞卡決定從爭論中抽身,孤身前往美國芝加哥尋找出路。到美國之後,他於1939年總結出版了他對白矮星的研究成果以及錢德拉塞卡極限的理論,書名為《恆星結構研究導論》。
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  • 科學家的藝術館|罕見的白矮星和身旁行星
    因此,科學家此前從未在白矮星周圍觀測到過行星的存在。而這段視頻則顯示了白矮星WDJ0914 + 1914及其附近的一顆類似海王星的系外行星。這是來自科學家的一個偶然發現,科學家為了更好地了解這顆名為WDJ0914 + 1914的不尋常恆星的性質,研究小組使用了位於智利阿塔卡馬沙漠ESO超大型望遠鏡上的X-shooter儀器對其進行了分析。
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    在變成白矮星之前,必然要先變成「紅巨星」。,就會發生爆發,除核心以外的物質都拋出,殘留下來的內核就是我們看到的白矮星,這個時候白矮星是靠「電子簡併力」來支撐的。圖解:藍色星球 ·白矮星(圖源網絡)「錢德拉塞卡極限」但是「電子簡併力」又不能理解為平時我們所說的「力」,當恆星質量不超過1.44個太陽質量時,「電子簡併力」會阻止其核心再一步的坍縮,這就是「錢德拉塞卡極限」。
  • 當白矮星超新星爆發成黑洞時,這是屬於降維打擊成零維了嗎?
    請注意白矮星是無法成為黑洞的!為什麼?儘管白矮星仍然可以吞噬伴星或者星雲物質可以繼續成長,但很抱歉....白矮星的成長有一個上限,那就是錢德拉塞卡極限,也就是太陽的1.44倍!只要伴星吞噬恆星物質到達太陽的1.44倍時,這一顆白矮星就會成為宇宙最耀眼的新星--Ia型超新星爆發!
  • 巨型白矮星是怎麼來的?科學家發現了真相!
    通過研究白矮星發出的光的光譜,天文學家們能夠識別出恆星內部的化學物質。出乎意料的是,研究人員在該星體的大氣中發現了大量的碳,這是科學家們在白矮星中從未見過的。這種結構意味著研究白矮星的科學家通常只看到氫或氦,或者可能是氦和碳的混合物。但這並不是霍蘭德和他的同事在這顆白矮星上看到的。霍蘭德說:「在白矮星中,你永遠不會看到氫和碳混合在一起,應該有一層氦把它們分開。這真的很奇怪,也很令人驚訝,讓人產生了一個大問題,那就是這到底是如何發生的。」
  • 科學家發現白矮星吞食行星碎片 預示太陽系未來
    幾十年來,天文學家設想白矮星可能還在繼續吸取周圍外行星和小行星的殘留物,這些殘留物是在白矮星激烈的形成階段被甩到行星系統內部,並被其強大的引力撕碎的。天文學家認為,該行星是被白矮星的重力撕碎,形容這是人類首次「看著一個太陽系毀滅」,同時預示了當太陽變成白矮星後,地球可能面臨的最終命運。當一個質量不太大的恆星,例如太陽,耗盡它的所有燃料時,就會變成一個白矮星。恆星會首先膨脹成一個紅巨星,尺寸大到足以吞沒內行星(對於太陽系來說,就包括地球在內),然後褪去外層物質,只留下一個很小、很緻密的核,重元素會被白矮星巨大的引力拖入恆星中心。
  • 地球上的鋰大部分來自白矮星的爆炸!
    我們知道宇宙大爆炸產生了宇宙中的氫、氦和一點鋰。從那以後,剩下的元素,包括每個生命比如你和我所構成的物質,大部分都是由恆星鍛造的。恆星是製造大部分元素的核熔巖。但說到鋰,就存在著不確定性。一項新的研究表明,太陽系和銀河系中的鋰似乎白矮星有所關聯,科學家認為地球上的鋰元素大部分來自一種叫白矮星的恆星爆炸。