科学圣徒:钱德拉塞卡——1月11日科学史上的今天

2018-01-11作者:科学π工作室编辑:书问阅读


钱德拉塞卡第一个突破了经典天体物理学的框架,利用量子力学和相对论理论预言了白矮星的质量极限,并指出了存在中子星和黑洞的可能。


1927年,钱德拉读了索末菲的《原子结构与特征谱线》一书,使他对原子谱线着了迷。他自学了量子力学与爱因斯坦的相对论理论,尝试着利用相对论计算当时曾争论不休的天狼星B引力红移现象,找到白矮星更为精确的计算方法。


1930年,钱德拉决定对恒星坍缩时的“简并压”和引力的抗衡做出详细的计算。他把目标集中在白矮星坍缩的阻力上,提出了恒星转化为白矮星的质量极限值:当恒星的质量超过太阳质量的1.44倍时,恒星坍缩的结局将不再是白矮星,而有可能是中子星甚至是黑洞。这就是后人所称的白矮星的“钱德拉塞卡极限”。整整过了一年,钱德拉的 “理想白矮星质量的最大极限”的论文终于发表了。


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1934年,钱德拉终于建立了一个普遍条件下的恒星状态微分方程,而进一步求解证实了白矮星“质量极限”,还得到了一条光滑的白矮星质量曲线,天狼星B的情况恰好落在这条曲线上。


1935年1月11日,钱德拉在英国皇家天文学会年会上宣读了他的论文,介绍了他证实了白矮星的质量极限的结果,令钱德拉没有预料到的是,他的报告刚一结束,立刻遭到了爱丁顿的迎头痛击。1939年,钱德拉提交了自己的论文,提供了数学计算作为理论依据,并比对了实际天文观测数据。


1952年,钱德拉与艾里森一起创建了磁流体动力学实验室,后又开始讲授大学理论物理和数学课,成为芝加哥大学开出广义相对论课程的第一人。


将近30年后,“钱德拉塞卡极限”终于得到了天体物理学界的公认。又过了20年,钱德拉因这一成果获得了诺贝尔物理学奖,被朋友和同事奉为“隐士与科学圣徒”。



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