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三叔 |
三叔 於 2017-2-19 00:39 寫道: 錢德拉塞卡極限（Chandrasekhar Limit），以印度裔美籍天文物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡命名，是無自轉恒星以電子簡並壓力阻擋重力塌縮所能承受的最大質量，這個值大約是1.4倍太陽質量 [1][2]，計算的結果會依據原子核的結構和溫度而有些差異[3]。 對白矮星而言，電子簡並壓力是其抵抗重力的唯一力量，因此這個值也是白矮星的質量上限。主序星的質量若超過8倍的太陽質量，在演化結束前不能拋掉足夠的質量成為穩定的白矮星，因此會成為中子星或是黑洞 [8][9][10]。 電子簡並壓力是依據量子力學的泡利不相容原理所產生的效應。因為電子是費米子，在一個原子內不能有兩個電子有著相同的量子狀態，所以不可能讓所有的電子都在最低的能量。換言之，電子必然會占有不同的能階。當原子被壓縮時，由於電子的數量和必須占有不同的能階，所以必然會占有一定量的體積。因此電子的能量將因為壓縮而增加，電子也必須施加壓力來抗拒電子雲的進一步壓縮。這就是電子簡並壓力的起源。 在非相對論的情況下，電子簡並壓力可以由狀態方程求得，形式為P=K1ρ5/3。解白矮星多方模型的流體靜力學等效方程式可以導出系數為3/2的半徑反比於質量的立方，和體積反比於質量的關系。[11] 當白矮星模型的質量增加時，電子簡並壓力使得特有的電子能量相對於它們的靜止質量不再是微不足道的。電子的速度接近光速，因此必須考慮到狹義相對論。在強大的相對論效應下，我們發現狀態方程的形式為P=K2ρ4/3。這將使多方模型的系數成為3，這會使總質量Mlimit只與K2相關聯。.[12] 蘇布拉馬尼安·錢德拉塞卡，FRS（泰米爾語：சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர்，英語：Subrahmanyan Chandrasekhar，1910年10月19日－1995年8月15日）是一位印度裔美國籍物理學家和天體物理學家。錢德拉塞卡在1983年因在星體結構和進化的研究而與另一位美國體物理學家威廉·福勒共同獲諾貝爾物理學獎。他也是另一個獲諾貝爾獎的物理學家錢德拉塞卡拉·拉曼的親戚。錢德拉塞卡從1937年開始在芝加哥大學任職，直到1995年去世為止。他在1953年成為美國的公民。錢德拉塞卡興趣廣泛，年輕時曾學習過德語，並讀遍自莎士比亞到托馬斯·哈代時代的各種文學作品。 錢德拉塞卡於1910年出生在英屬印度旁遮普地區拉合爾（現在的巴基斯坦），在家中排行第3，父親為印度會計暨審計部門的高階官員[1]。 錢德拉塞卡的父親也是一位技術嫻熟的卡納蒂克音樂（Carnatic music）演奏者與一些音樂學著作的作者。他的母親則是一位知識分子，並曾將亨利克·易卜生的劇作《玩偶之家》翻譯成泰米爾語。 錢德拉塞卡起初在家中學習，後來則進入清奈的高中就讀（1922年至1925年間）。他在1925年至1930年進入了清奈的清奈院長學院（Presidency College, Chennai），並獲得學士學位。錢德拉塞卡在1930年7月獲得印度政府的獎學金，於是前往英國劍橋大學深造。他後來進入劍橋三一學院就讀，並成為拉爾夫·福勒的學生。在保羅·狄拉克的建議下，錢德拉塞卡花費一年的時間在哥本哈根進行研究，並且認識了尼爾斯·玻爾。 錢德拉塞卡在1933年夏天獲得劍橋大學的博士學位，並且在當年十月成為三一學院的研究員（1933年－1937年），他在這段時期認識了天文學家亞瑟·愛丁頓與愛德華·亞瑟·米爾恩。 錢德拉塞卡在1936年與Lalitha Doraiswamy結婚。 錢德拉塞卡在1937年1月返回芝加哥大學，成為天文學家奧托·斯特魯維（Otto Struve）博士與羅伯·胡欽斯的助理教授。他後來都沒有離開過芝加哥大學，並在1952年成為天體物理學教授，並且在1985年退休。 他曾經在威斯康辛州威斯康辛灣的葉凱士天文台進行過一些研究，它隸屬於芝加哥大學。 在第二次世界大戰期間，錢德拉塞卡在馬裡蘭州亞伯丁試驗場（Aberdeen Proving Ground）的彈道學研究實驗室工作，進行彈道學的研究，並完成一些報告，例如《On the decay of plane shock waves》與《The normal reflection of a blast wave》[2]。 在1929年－1939年，錢德拉塞卡將研究目標集中在恒星結構，其中也包括白矮星的理論。後來在1939年－1943年間，他則繼續研究恒星動力學（Stellar dynamics），錢德拉塞卡透過考慮銀河系內恒星的動態對引力場所造成的擾動影響而修正了過去由揚·奧爾特等人提出的恒星動力模型。針對這個復雜的力學問題，他提出了包含二十條偏微分方程的解析解，其中包含了一個新的物理量，錢德拉塞卡稱之為動態摩擦（Dynamical friction），其主要的兩種作用在於降低個別恒星的速度與使恒星系統趨於穩定。錢德拉塞卡將此結果應用於星系中關於星際介質的研究，並發現星系中氣體與塵埃的分布其實是非常不平均的。1943年－1950年間，錢德拉塞卡集中研究輻射傳輸。他後來在1950年開始研究磁流體穩定性與流體動力學，直到1961年才告一段落。從1971年開始，他對於黑洞的數學理論進行研究。在1980年代後期，他則以引力波碰撞為研究題材[2]。 錢德拉塞卡在1952年至1971年擔任天文物理期刊的總編輯。從1990年至1995年之間，他曾研讀牛頓的《自然哲學的數學原理》，並在1995年出版了Newton's Principia for the Common Reader。 錢德拉塞卡也是國際科學學會（International Academy of Sciences）的榮譽會員。錢德拉塞卡在1995年因心臓衰竭去世於芝加哥，他一生中寫了約四百篇論文。 成就[編輯] 錢德拉塞卡最知名的成就是錢德拉塞卡極限，他描述白矮星的質量限制是1.44倍的太陽質量，如果超過這個界線，恒星將坍縮成中子星、黑洞（在成為超新星之後）。錢德拉塞卡極限是由錢德拉塞卡於1930年所計算出來的，當時他正從印度前往英國的劍橋。 為紀念錢德拉塞卡，1999年發射的X射線天文衛星在1998年時更名為錢德拉X射線天文台。 |
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呱唧呱唧 |
呱唧呱唧 於 2017-2-20 14:42 寫道: 這麼高深的帖子 |
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