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为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/09/27 08:12:23
为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?
如图
" 然而比太阳质量还小的黑洞在现代宇宙中是不可能形成的 "
Why?
为什么比太阳质量小的黑洞不能形成?
基本理论推理
强德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于强德拉塞卡极限的恒星发生坍缩.也就是说,质量小于昌德拉塞克极限的天体,由于不相容原理,使天体在坍缩成黑洞前稳定.
不相容原理所能提供的排斥力有一个极限.恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速.这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小.强德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半 的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力.(这质量现在称为强德拉塞卡极限.)
专业推理
昌德拉塞卡极限或音译为钱德拉塞卡极限(以苏布拉马尼扬·昌德拉塞卡为名)是无自转恒星以电子简并压力阻挡重力塌缩所能承受的最大质量,这个值大约是1.4倍太阳质量 ,计算的结果会依据原子核的结构和温度而有些差异.钱德拉塞卡,eq.(36),eq.(58),eq.(43) 给出 钱德拉塞卡给出了公式.(由于公式太长达不出来,可参考《天文学选修》黑洞理论.)
此处,μe是电子的平均分子量,mH是氢原子的质量,而是与莱恩·恩登方程式有关的常数,在数值上,这个值大约是 (2/μe)2 • 2.85 • 1030 公斤,或是,此处的是标准的太阳质量 ,而是普朗克质量,是M的数量级极限MPl3/mH2.对白矮星而言,电子简并压力是其抵抗重力的唯一力量,因此这个值也是白矮星的质量上限.股小于这个值的天体不会坍缩成黑洞.