四
电子简并防线会被击溃吗，被击溃的那一刻会发生什么？此后上帝真的就没办法阻滞恒星向黑洞挺进的步伐，会不会再布下新的防线？
弗里兹·茨维基（Fritz Zwieky），瑞士人， 1922年24岁时在瑞士苏黎士联邦工业大学取得博士学位（算是爱因斯坦苏工大的校友），1925年由美国伟大的实验物理学家密立根（Robert Millikan）举荐到美国加州理工学院任教。茨维基的脾气糟糕透顶。他总是向同事显示，他心中有一条通往终极真理的道路，所以在他的看来，自己永远正确，别人永远错误，常在发表的文章里猛烈地攻击别人。就连密立根，给了他这个饭碗同样也能端掉他的饭碗（密立根是学院的实权人物），学术上好歹也是1923年的诺奖获得者，他也不屑一顾，攻击密立根“基本上产生不出新想法”；密立根教导他年轻人应多多反躬自省，他还洋洋得意地说：“我不会有问题，每两年我都会有一个新创意。”对学生也很恶劣，他会拒绝他认为不能领会他思想的学生听他开的课。总之，在领导和同事的眼里，他是一个“令人头痛的小丑”，在学生的眼里，他是一个杀伐无度的暴君。有人向密立根提起，这样的人为什么还要留在加州理工？他回答说：“茨维基的远见中也许有些是对的。”事实证明，茨维基对宇宙的直觉常常是对的，而密立根对人的直觉也常常是对的。
就这么个臭脾气，茨维基还不喜欢单兵作战，像狄拉克那样，他更愿意协同作战。他还在当时世界最大的威尔逊山天文台兼职，于是的机会结识从德国来的天文观测家巴德（Walter Baade）。他俩都说德语，并且互相钦佩对方的成就，因此走到了一块。1932年至1933年间，人们常常听到他俩用德语热烈地争论关于“超亮度新星”的课题。原来从19世纪末起，天文观测发现一种很奇怪的天体现象：某颗星星的亮度会突然放大亿倍以上（后来的观测研究表明其发光能力是太阳的100亿倍甚至更高），一个多月后又会慢慢暗淡下来，恢复常态。恒星何以获得如此巨大的能量来完成这一爆发呢？
图19.2 最亮超新星(2006gy)：2006年9月18日，天文学家在英仙座NGC 1260星系中观测到了有史记录以来宇宙中规模最大、光线最明亮的超新星爆发，这颗超新星距离地球约47亿光年，其爆炸亮度超过太阳的1000亿倍。
科学发明的一个重要的工具是超凡的联想能力。1930年代初的最新理论，天文学的“钱德拉塞卡极限”和物理学的中子理论，被联想到“超亮度新星”的天文现象，一个有关天体演化的最富有创意的假设就被茨维基和巴德提出来了。这是于1934年1月他俩在美国的《物理学评论》中联名发表的研究报告中提出来的，在以后的四年中，他们又进一步的完美了他们的假设。1934年的报告被称为“物理学和天文学史上最富有远见的文献之一”。在他们的论文中，他们将这一天体现象命名为“超新星”，最重要的，他们正确的认识到：超新星的产物是——“中子星”（同样是他们命名的）。尽管我们现在还不知道这是否超新星唯一的宿命。
钱德拉指出了超过太阳质量1.4倍的白矮星是不稳定的，那么会发生什么呢？当相对论简并发生时，电子简并压力与引力挤压失衡，兵重城破，电子往何处逃？前面说过，白矮星的“电子粥”里浮游着“肉丁”——核子，其中一种是质子，具有与电子相反的电性。在强大的引力攻势下，质子的电性终抵不住如山倒的电子败兵——电子与质子中和成了中子，这是β衰变的一种形式：
质子（电荷1）＋电子（电荷－1）→中子（电荷0）＋中微子（电荷0）
巨大的压力使电子坍缩进质子，像电子向低轨跃迁会辐射光子一样，这个坍缩会辐射出巨大的能量，恒星因此急剧膨胀、爆炸，发射出巨大的亮光。这就是超新星爆炸的原因，而这个爆炸的巨大能量可以用质能关系式从恒星的质量亏损来解释。等到爆炸完毕恒星重新冷却收缩时，就只有“肉丁”没有“电子粥”了。中子同样是服从不相容原理的费米子，当恒星足够致密时，中子间的斥力形成的简并压力代替电子简并压力抵御引力的进攻。引力愈大，物质愈致密，物质愈致密，中子简并压力就愈强，如果中子简并压力和引力达到平衡，恒星就稳定为中子星。中子星像一个不带电的大原子核，其密度与原子核相当。
茨维基和巴德的中子星假设支持了钱德拉理论——相对论简并是存在的，白矮星完全有可能进一步坍缩。唯一能使爱丁顿宽慰的是：上帝又发明了一种新的形式——中子简并压力——来防止钱德拉的荒谬结局。
茨维基和巴德终没能长期合作。二战爆发后，茨维基经常大骂巴德是“德国纳粹”，而巴德甚至担心茨维基会谋杀他，跟茨维基工作和生活在同一屋檐下是一件很危险的事。
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