恒星黑洞真实故事：垂死恒星的命运 黑洞的理论发现

恒星黑洞真实故事：垂死恒星的命运 黑洞的理论发现钱德拉塞卡死后留下了一个令人着迷的问题。在中子星和黑洞之间可能存在一个中间态吗？这将是一个超过1.44太阳质量的物体，它太重了，不能形成中子星，但由于一种奇异的超密物质形式（如夸克汤 - 质子和中子的成分）而阻止了它的完全崩塌。到目前为止，还没有人发现夸克星，但这一概念仍然是一种理论上的可能性，也许等待另一位有洞察力的学生天才的关注，以解决这一问题。到获得诺贝尔之时，黑洞的存在已成为确凿的事实，苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡的计算充分证明了这一点。然而，他被爱丁顿的嘲笑深深刺痛，1937年他决定离开英国，定居在美国。他在美国度过了辉煌的职业生涯，直到1995年去世。钱德拉塞卡能够计算出这种引力不稳定的临界质量。他得到的答案是1.44个太阳质量，现在被称为钱德拉塞卡极限。当他到达英格兰时，他宣布了他的结果，结果却发现这一结果被作为无稽之谈而被驳回。1935年，当时最杰出的天文学家阿瑟·爱丁顿爵士在

1930年，一个名叫苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）的20岁的印度学生从马德拉斯到英国继续他的天体物理学研究。在旅程中，他用方程描述恒星的稳定性。从这个数学方程的几行字中，有了一个重大的发现出现了。

当时的天文学家对恒星运行的原因只有一个粗略的了解。他们知道恒星是一团炽热的气体，参与了宇宙的平衡行动。气体试图扩展到周围空间的真空中，但引力阻止了它。在像太阳这样的恒星中，平衡是可以实现的，但前提是气体燃烧燃料来产生热量，我们现在知道，热量是由核心的核反应产生的。

然而，当燃料耗尽时会发生什么这一问题还存在不确定性。似乎引力将不可避免地占据上风，导致恒星收缩，半径越小，表面引力就越大。天文学家很早就熟悉被称为白矮星的微小恒星，它们的质量相当于太阳，但挤成了与地球大致相当的体积。这些燃烧殆尽的恒星残余物密度如此之大，以至于它们的原子被紧紧地压在一起。进一步的压缩将意味着原子本身将被压碎，因为量子物理定律，这一点最初被认为是不可能的。

从他的计算中，钱德拉塞卡发现了另一种情况。这些方程式表明，如果恒星有足够大的质量，其巨大引力的挤压效应将导致原子电子接近光速，使恒星物质变得更软，并预示着恒星的进一步引力崩溃。在没有任何其他因素的情况下，物质球就会完全内爆，消失在它自己的引力井中，形成一个今天我们称之为黑洞的物体。但在20世纪30年代初，这样一个对象被认为过于古怪而不值得认真对待。

钱德拉塞卡能够计算出这种引力不稳定的临界质量。他得到的答案是1.44个太阳质量，现在被称为钱德拉塞卡极限。当他到达英格兰时，他宣布了他的结果，结果却发现这一结果被作为无稽之谈而被驳回。1935年，当时最杰出的天文学家阿瑟·爱丁顿爵士在皇家天文学会中公开嘲笑钱德拉塞卡，宣称应该有一条自然规律，“以防止恒星以这种荒谬的方式运行！”

然而，历史证明爱丁顿错了。如果一颗被烧毁的恒星的质量超过了钱德拉塞卡的极限，它确实会崩溃。一种可能的命运是形成一颗所谓的中子星，在中子星中，原子被压碎成中子，物体的半径稳定在悉尼（澳大利亚城市）的大小。中子星发现于20世纪60年代，今天形成了天文学的一个重要分支。它们中的大多数质量都离钱德拉塞卡的极限不远。更多的大质量恒星以完全崩溃来结束它们的生命。当它们缩小到几公里宽时，它们的引力是如此之大，以至于连光都逃不出去，结果就产生了黑洞。

虽然黑洞的概念花了几十年才被完全理解和接受，但自从1915年阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)首次发表他的广义相对论以来，黑洞的基本概念就一直隐藏在人们的视线中。钱德拉塞卡在1983年的诺贝尔奖演讲中承认了这一点，他写道：“这一重要的结果隐含在卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）于1916年发表的一篇基础论文中。”尽管黑洞的理论可能性在爱因斯坦的理论中一直是固有的，但钱德拉塞卡的年轻天才证明了这样一个物体可能是由一颗垂死的恒星转变而来的。

到获得诺贝尔之时，黑洞的存在已成为确凿的事实，苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡的计算充分证明了这一点。然而，他被爱丁顿的嘲笑深深刺痛，1937年他决定离开英国，定居在美国。他在美国度过了辉煌的职业生涯，直到1995年去世。

钱德拉塞卡死后留下了一个令人着迷的问题。在中子星和黑洞之间可能存在一个中间态吗？这将是一个超过1.44太阳质量的物体，它太重了，不能形成中子星，但由于一种奇异的超密物质形式（如夸克汤 - 质子和中子的成分）而阻止了它的完全崩塌。到目前为止，还没有人发现夸克星，但这一概念仍然是一种理论上的可能性，也许等待另一位有洞察力的学生天才的关注，以解决这一问题。