??錢德拉塞卡第一個突破了經典天體物理學的框架,利用量子力學和相對論理論預言了白矮星的質量極限,并指出了存在中子星和黑洞的可能。
蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(1910.10.19-1995.8.21)
1927年,錢德拉讀了索末菲的《原子結構與特征譜線》一書,使他對原子譜線著了迷。
他自學了量子力學與愛因斯坦的相對論理論,嘗試著利用相對論計算當時曾爭論不休的天狼星B引力紅移現象,找到白矮星更為精確的計算方法。
1930年,錢德拉決定對恒星坍縮時的“簡并壓”和引力的抗衡做出詳細的計算。他把目標集中在白矮星坍縮的阻力上,提出了恒星轉化為白矮星的質量極限值:當恒星的質量超過太陽質量的1.44倍時,恒星坍縮的結局將不再是白矮星,而有可能是中子星甚至是黑洞。
這就是后人所稱的白矮星的“錢德拉塞卡極限”。
整整過了一年,錢德拉的“理想白矮星質量的最大極限”的論文終于發(fā)表了。
1934年,錢德拉終于建立了一個普遍條件下的恒星狀態(tài)微分方程,而進一步求解證實了白矮星“質量極限”,還得到了一條光滑的白矮星質量曲線,天狼星B的情況恰好落在這條曲線上。
1935年1月11日,錢德拉在英國皇家天文學會年會上宣讀了他的論文,介紹了他證實了白矮星的質量極限的結果,令錢德拉沒有預料到的是,他的報告剛一結束,立刻遭到了愛丁頓的迎頭痛擊。
1939年,錢德拉提交了自己的論文,提供了數學計算作為理論依據,并比對了實際天文觀測數據。
1952年,錢德拉與艾里森一起創(chuàng)建了磁流體動力學實驗室,后又開始講授大學理論物理和數學課,成為芝加哥大學開出廣義相對論課程的第一人。
將近30年后,“錢德拉塞卡極限”終于得到了天體物理學界的公認。
又過了20年,錢德拉因這一成果獲得了諾貝爾物理學獎,被朋友和同事奉為“隱士與科學圣徒”。
本文轉載于《科學歷2018科學史上的今天》,由科學π工作室編著,清華大學出版社出版。
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