在天文学中,钱德拉塞卡极限是一个非常重要的概念,它描述了白矮星能够稳定存在的最大质量。当一个恒星的核心燃料耗尽后,如果其质量小于这个极限值,那么它将塌缩成一颗白矮星;而如果超过这个极限,则可能会进一步塌缩成为中子星或黑洞。
钱德拉塞卡极限的具体数值约为1.4倍太阳质量(Msun)。这一极限是由印度裔美国物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡于1930年提出的,并因此获得了1983年的诺贝尔物理学奖。
计算钱德拉塞卡极限的公式基于简并压平衡引力塌缩的原理。对于一个电子简并压支持的白矮星来说,其平衡条件可以表示为:
\[ P = K \rho^{5/3} \]
其中 \(P\) 是压力,\(\rho\) 是密度,\(K\) 是一个与物质性质相关的常数。
最终得到的钱德拉塞卡极限的质量表达式为:
\[ M_{Ch} = \left( \frac{5}{2} \right)^{3/2} \cdot \frac{\hbar c}{G m_e^2} \]
这里 \(\hbar\) 是约化普朗克常数,\(c\) 是光速,\(G\) 是万有引力常数,\(m_e\) 是电子的质量。
以上就是关于钱德拉塞卡极限及其计算公式的简单介绍。需要注意的是,实际应用中还需要考虑更多复杂的因素,如磁场效应、旋转速度等对结果的影响。