宇宙的演进17：恒星是怎么演化成黑洞的？

能演化成黑洞的恒星都是质量比较大的，比如超过太阳质量20-30倍以上，因为引力坍缩要突破中子简并态的质量有一个下限，大约是电子简并态的内核要达到3.2个太阳质量以上，那么它将无可避免地被突破这一层窗户纸，直达暗黑无解的天体黑洞！

宇宙的演进17：恒星是怎么演化成黑洞的？

费米子不相容的简并态

曾经最早是形容电子的，这在量子力学的发展史上可谓是浓墨重彩的一笔，泡利在1925年通过分析试验得到的结果！早在1913年玻尔就提出了他量子化并不彻底的原子模型，中心是原子核，电子分别在不同能级的轨道上做运动，电子在临近的轨道之间可以通过跃迁来相互转变，但这对于电子是不稳定的，它会重新回到自己的轨道（能级）上来，这个称谓基态，相当于电子的水平面！

宇宙的演进17：恒星是怎么演化成黑洞的？

玻尔的模型成功解释了氢原子的谱线，但哪怕是两个电子的氦原子上尝试解释都不成功，因此在1922年玻尔又建立了递建原理，给出了原子中电子排布原则是电子会占据最低能量空位，但根据能量最低原理，理论上电子都应该会围绕在原子核周围的最低能量电子层。

宇宙的演进17：恒星是怎么演化成黑洞的？

泡利获得博士学位后成为波恩的助手期间，为原子光谱学中的反常塞曼效应所困扰，而且他对对应的电子层最多能够容纳的电子数量排序：2、8、28、32这个整数列很感兴趣，他在1924年受到了爱德蒙·斯通纳最先给出各个原子的正确电子排布的论文启发，提出了每个填满的电子亚层都拥有2（2L+1）个电子，因为每一个电子都只能占据一个独特的量子态，在1925年泡利正式提出了著名的不相容原理！

宇宙的演进17：恒星是怎么演化成黑洞的？

所以从原子级别开始压缩后，对抗引力坍缩的不是四大作用力，而是费米子泡利不相容的简并力，这个力可比想象的要强大得多，太阳的内核最终坍缩而成的不过是白矮星，而号称宇宙中“最大”的恒星盾牌座UY最终不过坍缩成中子星而已，最后阶段费米子中子的简并力支撑下不再坍缩，形成中子星！

但大麦哲伦星系蜘蛛星云中的R136a1未来的最终能够坍缩成黑洞，因为它质量够大，引力坍缩可以突破中子简并态，直接将其压缩为没有物理尺寸的一个奇点！

宇宙的演进17：恒星是怎么演化成黑洞的？

各种质量的恒星未来发展

其实黑洞并非只有恒星演化一条路

恒星终极回归就是黑洞，但恒星并不是黑洞形成的唯一通道，宇宙大爆炸初期形成的原初黑洞就是其中另一条路子，这种黑洞不受奥本海默极限限制，因此它们可以形成极大或者极小的黑洞，当然我们今天讨论的黑洞寿命也只能是原初黑洞，因为恒星级黑洞的寿命实在是太久了！