2.3 是谁发现白矮星并非恒星死后的唯一结局？
2.2节，我们介绍了爱丁顿于1920年提出的恒星演化理论。但这个取得了巨大成功的理论，还残留着一个悬而未决的问题：到底是什么力量平衡了白矮星自身的引力，让白矮星可以稳定地存在下去？ 为了回答这个问题，让我们从一次远洋旅行说起。
图2.11 钱德拉塞卡
1930年，一艘轮船从印度的加尔各答市出发，前往欧洲大陆。在这艘轮船的二等船舱里，住着一个19岁的印度青年，他就是我们这个故事的主人公钱德拉塞卡（图2.11）。
钱德拉塞卡是神童出身，15岁就考上了大学。尽管年纪比其他同学都小，但他的学业成绩一直在班上名列前茅。17岁那年，在完全没人指导的情况下，他自己写了一篇科研论文，并发表在了《英国皇家学会会刊》上。这让他获得了一笔印度政府的奖学金，从而得到了去英国剑桥大学三一学院深造的机会。
拿到奖学金后，钱德拉塞卡和当地的教育局官员见了一面。那个颇为外行的官员，问了钱德拉塞卡一个让人啼笑皆非的问题：“我们对你寄予厚望，所以才会把奖学金发给你。你去了英国以后，能否在4年之内当上英国皇家学会的院士，好让我们长长脸？”钱德拉塞卡哭笑不得，只好尽量委婉地告诉那个官员，英国皇家学会院士是一个极高的荣誉，就连英国的大物理学家狄拉克，当时也还没能被选上。
顺便说一句，钱德拉塞卡后来虽然没能在4年之内当上英国皇家学会的院士，不过，这也只花了他14年的时间。
19岁那年，钱德拉塞卡坐上了开往欧洲大陆的客轮，准备先到法国，然后再从那里前往英国。但他上船的时候却满怀悲伤，因为他刚得知自己的妈妈得了重病，恐怕活不到他学成归来。此外，由于是第一次坐船旅行，钱德拉塞卡也深受严重晕船的折磨。
为了摆脱这些心理和生理上的痛苦，钱德拉塞卡决定在旅行期间做一点科学研究。他想搞清楚，到底是什么力量平衡了白矮星自身的引力。他最后得到的答案是“电子简并压”。
相信你对电子已经不陌生了。问题在于，什么是简并压？为了解释简并压的概念，我得先给你科普一下著名的泡利不相容原理。
泡利不相容原理其实是“一山不容二虎”在微观世界的具体体现。为了便于理解，你可以把原子核和电子当成是一对跳舞的男女。跳得正开心的女生，会很讨厌别的女生来抢自己的舞伴。换句话说，如果有一个新电子来抢舞伴，原来的电子就会对它产生出一种强大的排斥力，从而把这个新电子赶走。这种赶走竞争对手的排斥力，就是简并压。 而由电子发出的、把其他电子赶走的排斥力，就是电子简并压。
钱德拉塞卡认为，正是这种电子简并压，阻止了白矮星进一步的引力塌缩。
更重要的是，钱德拉塞卡还发现，电子简并压对引力的抵抗能力是有限的。换句话说，白矮星存在一个质量上限（目前公认的结果是太阳质量的1.44倍）。一旦白矮星的质量超过这个质量上限，其内部的电子简并压就无法再与引力抗衡，从而让这颗白矮星继续塌缩下去。这个白矮星的质量上限，就是著名的钱德拉塞卡极限。
钱德拉塞卡的发现打开了一个潘多拉魔盒：宇宙中有那么多恒星，不可能每个死后的质量都小于钱德拉塞卡极限。如果恒星死后的质量大于钱德拉塞卡极限，引力就会把所有的电子都塞进原子核内部，甚至把整个恒星都压成一个没有大小的点。这对当时的天文学界来说，是一件极端荒谬的事情。
在所有天文学家中，最厌恶钱德拉塞卡白矮星理论的，非爱丁顿莫属。
钱德拉塞卡刚到剑桥大学的时候，爱丁顿就对他的白矮星理论嗤之以鼻。不过，爱丁顿当时并没有表现出明显的敌意。因为他认为钱德拉塞卡的推导过程中使用了很多近似和假设；如果使用的是严格的数学方法，肯定能推翻这个错误的结论。因此，他不屑去找一个初出茅庐的研究生的麻烦。但几年之后，钱德拉塞卡博士毕业，并成为爱丁顿在三一学院的同事。而且，他还使用最严格的数学方法，再次证明了自己白矮星理论的正确性。此时的爱丁顿被彻底激怒了。
在1935年的一次英国皇家天文学会会议上，爱丁顿以公开羞辱的方式向钱德拉塞卡发难。他宣称泡利不相容原理根本不能用来研究白矮星，所以钱德拉塞卡的白矮星质量极限是彻头彻尾的歪理邪说。
受到公开羞辱的钱德拉塞卡想到向物理学界求助。他辗转联系到了泡利本人，想听听他对爱丁顿负面观点的看法。泡利还是一如既往的毒舌，嘲笑爱丁顿是一个完全不懂量子力学的饭桶。但是，泡利不愿意公然与爱丁顿为敌。
此后数年，爱丁顿只要参加学术会议，就必然痛批钱德拉塞卡的白矮星理论。
爱丁顿的巨大敌意彻底改变了钱德拉塞卡的人生轨迹。他不得不离开恒星演化的研究领域，并且去美国寻找工作。这段痛苦的经历也让钱德拉塞卡形成了独一无二的研究风格：他一生中先后进入了7个不同的天文学研究领域，并且在每个领域都做到了世界第一。
钱德拉塞卡的传奇人生还在继续。1937年，他加盟了芝加哥大学天文系。那时，他是系里唯一的理论家，所以就承担起了为研究生制定专业课的任务。他总共制定了18门课，要在两年之内全部上完。而钱德拉塞卡本人要上其中的12门。要知道，一般的大学老师每年上三四门课就已经累得够呛了。
尽管有如此繁重的教学任务，钱德拉塞卡的科研工作却完全没受任何影响。以1937年为例，那一年，他总共发表了6篇科研论文，并完成了自己的第一本学术专著。
恐怖的是，这与他一生中最忙碌的时期相比，还相差甚远。
1952年，钱德拉塞卡进入了他一生中最忙碌的时期。那一年，他开始担任《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal, ApJ）的主编。那时，ApJ还只是芝加哥大学的一个校内期刊。很长一段时间，杂志社都只有两个员工：钱德拉塞卡和一个兼职的秘书。也就是说，他们两人要应付杂志社大大小小的全部事务。
更要命的是，钱德拉塞卡本身也是兼职。担任主编期间，他照样得在芝加哥大学天文系教书。此外，他自己在科学上的产出也一点都没有减少。
这种劳累的生活持续了整整20年。20年间，钱德拉塞卡被牢牢拴在芝加哥大学，几乎没出去开过学术会议，更别提出去旅游了。但也正是这20年，让ApJ从一个纯粹的校内刊物，摇身一变成为全世界排名第一的天文学顶级期刊。
1971年，年过六旬的钱德拉塞卡终于撑不住了，主动辞去了ApJ主编的职务。在他的告别晚宴上，一位杂志社的高管动情地说道：“在ApJ的稿件中，经常看到有人谈论钱德拉塞卡极限；但那些作者不知道的是，钱德拉塞卡根本没有极限。”
1983年，72岁的钱德拉塞卡因为他19岁提出的钱德拉塞卡极限，荣获诺贝尔物理学奖。这个历经半个世纪才得到诺贝尔奖认可的理论，为人类揭示了白矮星并不是恒星演化的唯一终点。
最后，让我用一个钱德拉塞卡本人最喜欢讲的故事，来作为本节的结尾。
一个年纪很大的园丁正在果园里种芒果树。国王看到后觉得很好笑，就走上前去问他：“老头，你是在种芒果树吧？”
“是的，陛下。”老园丁说。
“你今年多大年纪了？”国王又问。
“我已经快90岁了，陛下。”老园丁回答。
“你觉得你能活到这些芒果树长大结果吗？”国王嘲讽道。
“不能，”老园丁说，“但我吃的芒果来自于我的父辈所种的树。我希望我的儿孙将来也能吃到我种的这棵树上的芒果。”
国王被这番话打动了，所以就赏给老园丁5枚金币。国王走后，老园丁偷笑道：“好傻的国王，居然说我从种树上什么也得不到。”
(1) 秒差距是天文学中常用的一个距离单位，1秒差距=3.26光年。