为什么中子星不会坍缩为黑洞？ _小知识

黑洞是宇宙中的极端天体，理论上，只要把足够的质量挤入一个足够小的体积中，成果就会发生一个黑洞。从它概况逃逸所需的速度将达到光速，因为光速是最快的速度，所以任何工具都无法从黑洞中逃出来。
固然理论上制造黑洞很轻易，但现实的正常物质很难做到这一点。氢是宇宙中最常见的元素，它会在高暖和高密度的连锁反映中融合形当作一颗恒星，而不是黑洞。像白矮星和中子星如许的恒星核，也能抵当住引力坍缩，避免当作为黑洞。白矮星的质量只能达到太阳的1.4倍，而中子星的质量可以达到太阳的二至三倍。那么，为什么会有如许的不同呢？
在我们的宇宙中，我们所知道的基于物质的物体都是由一些简单的当作分构成的，即质子、中子和电子。每一个质子和中子都由三个夸克构成，一个质子包含两个上夸克和一个下夸克，一个中子包含一个上夸克和两个下夸克。另一方面，电子自己就是根基粒子。粒子有两类，即费米子和玻色子，夸克和电子都是费米子。

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事实证实，当涉及到黑洞形当作的问题时，这些分类特征是至关主要的。费米子有一些特征玻色子没有，包罗：（1）费米子有半整数自旋（如±1/2 ， ±3/2 ， ±5/2等），玻色子是整数自旋（0 ， ±1 ， ±2等）；（2）费米子有对应的反粒子，玻色子没有；（3）费米子知足泡利不相容道理；（4）最后一个特征是防止物质坍缩当作黑洞的关头。
泡利不相容道理只合用于费米子，而非玻色子，这个道理表白在任何量子系统中，没有两个费米子可以占有不异的量子态。也就是说，若是把一个电子放在一个特定的位置，它会在阿谁状况下有一组性质：能级、角动量等等。
然而若是把第二个电子放到系统中不异的位置，它就被禁止拥有不异的量子数。它必需要么占有一个分歧的能级，有一个分歧的自旋（若是第一个是-1/2 ，它就是+1/2），要么在空间中占有一个分歧的位置。

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这就是为什么原子有分歧的性质，为什么原子在复杂的组合中如斯连系在一路，以及为什么元素周期表中的每一个元素都是并世无双的，因为每种原子的电子排布分歧于其他原子。
质子和中子相似。尽管它们是由三个夸克构成的复合粒子，但它们表示得就像单个的费米子一样。它们也遵循泡利不相容道理，没有两个质子或中子可以占有不异的量子态。电子是费米子，这是防止白矮星在自身引力下坍缩的原因；同样中子是费米子，这也阻止了中子星进一步坍缩。泡利不相容道理是防止所有最致密的天体当作为黑洞的原因。
当不雅察宇宙中的白矮星时，它们的质量上限年夜约在1.4倍太阳质量，即钱德拉塞卡质量极限。因为没有两个电子能占有不异的量子态，是以量子简并压力是阻止黑洞形当作的原因，直到跨越极限值。