有的恒星质量变大了，为什么它的体积却变小了呢？

Question

如题所述

Answer 1

在我们的主观感觉里，当一个物品的质量变大了之后，它的体积也应该要随之变大。但是最近科学家发现了一个似乎是反常识的现象，宇宙中的白矮星随着质量的增加，它的体积和大小其实是在不断地缩小的。这究竟是怎么一回事呢？

白矮星

白矮星是一种光度很低、密度很高、温度很高的恒星。它是小质量恒星演化末期的状态，它主要是由碳构成的，外部覆盖着一层氢气和氦气。

在这里我们不得不再一次提到一个恒星的生命周期。以我们的太阳为例，它现在是处于生命周期中的成年状态，仍然位于主序星上，正在不断地燃烧其核心的氢气。但是当太阳内部的氢气快要被消耗完之后，它就会开始膨胀起来，然后变成一个红巨星。此时的红巨星内部，其实已经产生了一个白矮星，但是尚且没有显现出来。

随着恒星的不稳定状态不断被突破，红巨星就爆发了。因此它核以外的东西都被抛离了。而我们最后能看到的就是红巨星的核心，也就是白矮星。因此白矮星主要是由碳和氧构成的。

质量变大，但体积变小

在科学家对成千上万颗白矮星进行了研究之后发现了一个奇怪的现象，就是当白矮星的质量在不断累积的同时，白矮星的体积是在不断萎缩的。这究竟是为什么呢？

在这里我们要首先了解一个叫简并气体的概念。

简并气体是遵从量子力学规律的微观粒子，比如中子、质子和电子等。而简并的意思是几个不同态具有相同的能量。

白矮星中含有简并电子气体。随着白矮星质量的不断增大，它的电子就越紧密地挤在了一起，从而产生足够强大的一个向外的压力，来防止恒星因为自身的重量过大而坍塌。因此，虽然白矮星的质量是增加了，但是由于其内部电子的结合更加紧密，因此它看起来就更小了。

Answer 2

恒星坍缩，质量变大是因为密度变大了，密度变大那么体积就会缩小，不可能体积变大的同时密度也变大。

Answer 3

因为有的恒星会塌陷，密度会变大，所以有的恒星质量变大了，它的体积却变小了。

Answer 4

因为恒星只有在自身体积变小情况下。质量才会变大。所以如果一颗恒星质量比较大的话，那它体积一定比较小。