Page 166 - 世界学

150 世 界学 Shi Jie Xue

泡利不相容原理就不允许这个区域再多出一个电子。这种不容许多余电子进入某一
空间的力就是电子简并压力。对于平常物质，原子和原子之间距离很大，一般不会

出现电子挤占别的原子中电子的情况。而且电子的简并压力是很小的。但是，电子
简并压力有其上限。如果物质被进一步压缩，那么电子就被迫压入原子核，与质子

结合成为中子，电子简并压力不复存在。此时原子这个屏障不复存在，原子已经被
“肢解”了。如果再增大压力，中子和中子就被紧密地压在一起，相互之间产生压

力，这就是中子简并压力。等到压力进一步增大，连中子简并压力都抵挡不住的时
候，这个物质就超出了目前的认知范围，所有已知的物理定律在那里统统失效。

1. 白矮星
大多数的恒星经历主序阶段后，当恒星内部氢燃料完全消耗完后就开始进行氦
融合反应，并形成更重的碳和氧，这一过程对于类似我们太阳这样的恒星而言，就

显得较为短暂，并形成碳氧组成的白矮星，如果其质量大于 1.4 倍太阳质量，就会
发生 Ia 型超新星爆发。

恒星主要靠核聚变产生的辐射压力对抗自身的引力，以维持自己的形态。一旦
核聚变停止，恒星将不可避免地坍缩。但是有两个重要的屏障——电子简并压力和

中子简并压力——阻碍这种坍缩。白矮星就是电子简并压力与自身引力相平衡的天
体。虽然恒星充满着等离子体的物质，电子不再被束缚在原子周围，但是泡利不相

容原理依然起作用，并且由于恒星含有的物质很多，电子简并压力可以非常大，足
以和引力抗衡。
白矮星通常由碳和氧组成。它的内部不再有核聚变反应，不再产生能量。白矮

星形成时的温度很高，可以达到 20 万 K。但是由于没有能量来源，它终究会辐射
大部分能量，最终黯淡下去，成为黑矮星。现代天文学认为，黑矮星有可能是暗物

质的一种。
2. 中子星

符合条件的也可能生成中子星，甚至粒子更为紧密的夸克星等等。
美国天体物理学家钱德拉塞卡于 1931 年发现，白矮星存在质量上限，为 1.44

倍太阳质量，这被称之为钱德拉塞卡极限。超过了这个极限，电子简并压力就不敌
引力，原子被压碎，电子与质子结合成为中子。直到中子被压在一起，产生的中子
简并压力和引力抗衡，这就形成了中子星。