白矮星存在质量上限？张朝阳的物理课计算钱德拉塞卡极限

白矮星是恒星演化的一种终态，是由质量较小的恒星在核燃烧结束后经历膨胀和喷发最外层气体形成的。它们是宇宙中最密实的天体之一，通常质量约为太阳质量的0.6到1.4倍，但其确实存在质量上限，这一点是由钱德拉塞卡极限（Chandrasekhar limit）所定义的。

什么是钱德拉塞卡极限？

钱德拉塞卡极限是由印度物理学家苏巴拉曼扬·钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）在1930年代提出的概念。它指的是能够稳定存在的白矮星的最大质量。白矮星的稳定存在是依靠电子简并压力来抵消重力压力，防止进一步坍缩成更致密的天体，如中子星或黑洞。

根据理论计算，钱德拉塞卡极限的数值大约为1.4个太阳质量（通常用单位M_☉表示）。这意味着，如果一个星体的质量超过了1.4倍太阳质量，它将无法以白矮星的形式稳定存在，而会继续坍缩成更为致密的天体。

《张朝阳的物理课》如何计算钱德拉塞卡极限？

《张朝阳的物理课》是一本由《科学美国人》撰稿人编写的科普读物，专注于解释和探索物理学中的基础概念和前沿问题。在讨论钱德拉塞卡极限时，书中可能会涉及以下几个关键点：

• 电子简并压力： 描述了在白矮星内部，由于电子的费米狄拉克统计效应导致的电子简并压力，是支撑白矮星抗衡重力坍缩的关键。
• 质量和稳定性： 讨论了不同质量下白矮星的结构和稳定性，以及为什么超过1.4M_☉的质量会导致电子简并压力不足以阻止坍缩。
• 终极命运： 探讨了当白矮星质量超过钱德拉塞卡极限后可能演化成为的更为致密的天体，如中子星或黑洞。

《张朝阳的物理课》会通过简洁清晰的语言和示意图，帮助读者理解复杂的物理学概念，包括钱德拉塞卡极限如何影响恒星演化的理论模型。

结论

白矮星确实存在质量上限，这由钱德拉塞卡极限所确定。超过1.4个太阳质量的星体将无法以白矮星的形式稳定存在，这一概念是现代天体物理学中的重要基础，也是理解恒星演化和宇宙结构形成的关键之一。

通过《张朝阳的物理课》这样的科普读物，人们可以更好地理解这些复杂的物理学概念，并了解它们对我们理解宇宙运行规律的重要性。