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Artwork for 天文随心听|讲述宇宙与人的故事
天文随心听|讲述宇宙与人的故事 · August 10 · 10 min

【第二季】247|【黑洞之问】 19岁,一艘船,一个极限

1930年,19岁的印度学生钱德拉塞卡在一艘开往英国的轮船上,将相对论效应加入白矮星的计算,得出一个让整个天体物理学界不安的结论:白矮星存在质量上限,超过1.4倍太阳质量的恒星不会停在白矮星阶段,而会继续坍缩。他叔父拉曼同年获诺贝尔物理学奖,他读的是爱丁顿的书,要去的是爱丁顿的剑桥——而他的结论将在五年后被爱丁顿亲手撕碎。这是黑洞之问的起点。 本期你会听到: 钱德拉塞卡的家世:叔父拉曼1930年获诺贝尔物理学奖,全印度唯一奖学金名额 白矮星是什么:电子简并压如何支撑恒星的"尸体",福勒1926年的工作 钱德拉塞卡极限的物理逻辑:为什么考虑相对论后,白矮星就有了质量上限 1.4倍太阳质量:超过这个极限的恒星会走向哪里 一个十九岁年轻人带着方程指向的未知,走进剑桥——他不知道那叫黑洞 时间线: 1910年钱德拉塞卡生于英属印度拉合尔 → 1926年福勒用电子简并压解释白矮星 → 1930年拉曼获诺贝尔物理学奖;钱德拉在船上完成初步计算 → 1931年钱德拉塞卡极限相关论文首次发表 金句精选: "他读的是爱丁顿的书。他要去的是爱丁顿的剑桥。他算出来的结论,将会在五年后被爱丁顿亲手撕碎。" "所有人都以为,这就是所有恒星的终局。不管恒星生前多大,最终都会变成白矮星。死掉,冻住,冷却,结束。钱德拉说:不。" "他只有方程,和方程指向的那个方向。" 核心问题: 一个十九岁的学生,在一艘船上,算出了恒星不可能永远停在白矮星阶段。超过极限的恒星会继续坍缩——但坍缩到哪里?当时没有人知道。那个东西后来有了名字:黑洞。而钱德拉即将带着这个结论走进剑桥,走向他与爱丁顿命运般的相遇。 参考文献: Chandrasekhar, S. (1931). "The Maximum Mass of Ideal White Dwarfs".Astrophysical Journal, 74, 81-82. Wali, K.C. (1991).Chandra: A Biography of S. Chandrasekhar. University of Chicago Press. 中译本《孤独的科学之路:钱德拉塞卡传》,上海科技教育出版社,2006. 芭楚莎, M. (2016). 《黑洞简史》. 第4章.

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1930年,19岁的印度学生钱德拉塞卡在一艘开往英国的轮船上,将相对论效应加入白矮星的计算,得出一个让整个天体物理学界不安的结论:白矮星存在质量上限,超过1.4倍太阳质量的恒星不会停在白矮星阶段,而会继续坍缩。他叔父拉曼同年获诺贝尔物理学奖,他读的是爱丁顿的书,要去的是爱丁顿的剑桥——而他的结论将在五年后被爱丁顿亲手撕碎。这是黑洞之问的起点。

本期你会听到


钱德拉塞卡的家世:叔父拉曼1930年获诺贝尔物理学奖,全印度唯一奖学金名额


白矮星是什么:电子简并压如何支撑恒星的"尸体",福勒1926年的工作


钱德拉塞卡极限的物理逻辑:为什么考虑相对论后,白矮星就有了质量上限


1.4倍太阳质量:超过这个极限的恒星会走向哪里


一个十九岁年轻人带着方程指向的未知,走进剑桥——他不知道那叫黑洞

时间线

1910年钱德拉塞卡生于英属印度拉合尔 → 1926年福勒用电子简并压解释白矮星 → 1930年拉曼获诺贝尔物理学奖;钱德拉在船上完成初步计算 → 1931年钱德拉塞卡极限相关论文首次发表

金句精选


"他读的是爱丁顿的书。他要去的是爱丁顿的剑桥。他算出来的结论,将会在五年后被爱丁顿亲手撕碎。"


"所有人都以为,这就是所有恒星的终局。不管恒星生前多大,最终都会变成白矮星。死掉,冻住,冷却,结束。钱德拉说:不。"


"他只有方程,和方程指向的那个方向。"

核心问题

一个十九岁的学生,在一艘船上,算出了恒星不可能永远停在白矮星阶段。超过极限的恒星会继续坍缩——但坍缩到哪里?当时没有人知道。那个东西后来有了名字:黑洞。而钱德拉即将带着这个结论走进剑桥,走向他与爱丁顿命运般的相遇。

参考文献


Chandrasekhar, S. (1931). "The Maximum Mass of Ideal White Dwarfs".Astrophysical Journal, 74, 81-82.


Wali, K.C. (1991).Chandra: A Biography of S. Chandrasekhar. University of Chicago Press. 中译本《孤独的科学之路:钱德拉塞卡传》,上海科技教育出版社,2006.


芭楚莎, M. (2016). 《黑洞简史》. 第4章.