Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học: Khối lượng tới hạn của sao Lùn trắng và sao Neutron

Bộ Giáo Dục và Đào Tạo<br /> Trường Đại Học Sư Phạm TP.HCM<br /> <br /> KHỐI LƯỢNG TỚI HẠN CỦA SAO LÙN TRẮNG<br /> VÀ SAO NEUTRON.<br /> Mã số: CS2002.23.12<br /> <br /> Lê Nam - Khoa Vật Lý<br /> 5.2002 - 5.2003<br /> <br /> I.<br /> <br /> Báo cáo tóm tắt .......................................................................................................... 2<br /> <br /> II.<br /> <br /> Báo cáo tổng kết........................................................................................................ 5<br /> <br /> III. Tài liệu tham khảo ................................................................................................... 21<br /> <br /> 1<br /> <br /> I.<br /> <br /> BÁO CÁO TÓM TẮT<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề:<br /> Vật lý lỗ đen là một vấn đề rất rộng lớn , trong đó có việc nghiên cứu sự tồn tại của lỗ đen<br /> dưới con mắt của nhà vật lý thiên văn. Để chứng minh rằng trong vũ trụ có tồn tại lỗ đen thì<br /> ta phải nghiên cứu kỹ quá trình tiến hóa của các sao có khối lượng lớn. Nếu ta chứng minh<br /> được có một loại sao mà sau khi đốt hết nhiên liệu nhiệt hạch sẽ co lại mãi do lực hấp dẫn<br /> của chính mình thì việc lỗ đen tồn tại là điều có thể.<br /> Trong các giáo trình thiên văn học, ta luôn gặp khái niệm khối lượng tới hạn Chandrasekhar.<br /> Rất tiếc trong các giáo trình đã có tại Việt Nam không hề đề cập tới cách chứng minh chi tiết<br /> sự tồn tại của khối lượng Chandrasekhar. Vấn đề chứng minh chi tiết là cần thiết và cấp bách<br /> cho cả giáo viên lẫn sinh viên khi nghiên cứu về vật lý thiên văn.<br /> Trong tương lai có thể Khoa Vật lý sẽ mở chuyên đề cao học vật lý thiên văn. Như vậy phải<br /> chuẩn bị trước các giáo trình nâng cao và việc nghiên cứu sự tiến hóa của các sao là điều bắt<br /> buộc.<br /> Từ ba nhu cầu trên, tác giả đã chọn đề tài: "Khối lượngtới hạn của sao lùn trắng và sao<br /> neutron ".<br /> <br /> 2. Kết quả đạt được:<br /> A. Để thực hiện tốt nhiệm vụ đặt ra tác giả phải giải quyết những vấn đề sau:<br /> -<br /> <br /> Những kiến thức về vật lý thống kê và thuyết tương đối liên quan đến hệ<br /> khí điện tử suy biến.<br /> Quá trình cân bằng hấp dẫn của hệ khí.<br /> Tìm ra biểu thức để tính khối lượng tới hạn của sao lùn trắng.<br /> Thuyết tương đối rộng và nghiệm Schwarzschild cho không thời gian<br /> trong ngôi sao - nghiệm này còn có tên là nghiệm Schwarschild nội.<br /> Xây dựng mô hình sao sao cho đủ đơn giản để có thể tính được khối<br /> lượng tới hạn của sao neutron mà không quá khác xa so với thực tế.<br /> Tìm những kết quả mới nhất để đối chiếu với kết quả tính toán của tác<br /> giả.<br /> <br /> 2<br /> <br /> B. Sau đây là những kết quả đạt được theo nội dung đã thuyết minh đăng ký:<br /> Dựa vào lập luận của Chandrasekhar và Fowler tác giả đã tìm ra biểu thức tính áp suất của hệ<br /> khí điện tử siêu tương đối tính.<br /> <br /> Sau đó tìm ra phương trình cân bằng hấp dẫn rồi ghép với biểu thức tính áp<br /> suất của hệ khí điện tử siêu tương đối tính.<br /> Kết quả trên dẫn tới phương trình Lane - Emdem<br /> <br /> Với các số liệu hiện nay tác giả đã tìm được khối lượng tới hạn cho sao lùn trắng , mà nhờ<br /> công trình này, Chandrasekhar và Fowler đã nhận được giải Noel Vật lý năm 1983.<br /> <br /> Tiếp theo tác giả tìm nghiệm Schwarschild nội cho không thời gian trong ngôi sao. Từ đây<br /> tìm tiếp phương trình cân bằng thủy tĩnh do Oppenheimer - Volkoff tìm ra lần đầu tiên vào<br /> năm 1939.<br /> <br /> Sau đó, xây dựng mô hình sao đủ đơn giản để cho ta biết giới hạn cực đại của các sao và kết<br /> quả ta được biểu thức:<br /> <br /> 3<br /> <br /> Vấn đề đặt ra ở đây là tìm cho được giá trị