Nana blanca
Aquestes densitats són possibles a causa del fet que la matèria no està composta per àtoms normals que poden formar enllaços químics de la manera habitual, sinó que està en estat de plasma, i els nuclis i electrons no estan cohesionats. Per tant, en aquest estat no hi ha cap obstacle que impedeixi que els àtoms s'acostin entre si, perquè si no seria impossible irrompre l'espai que normalment ocupen els orbitals atòmics dels electrons. Eddington es va preguntar què passaria quan aquest plasma es refredés i desaparegués l'energia que manté ionitzats els àtoms. El 1926, R. H. Fowler va resoldre aquesta paradoxa mitjançant l'aplicació de l'aleshores recentment instaurada mecànica quàntica. Els electrons s'acosten tant els uns als altres que la seva posició es torna molt limitada, volent ocupar el mateix estat quàntic, però per complir el principi d'exclusió de Pauli i obeir l'estadística de Fermi-Dirac,[a] introduïda el 1926 per determinar la distribució estadística de partícules que compleixen el principi d'exclusió de Pauli, els electrons haurien de moure's molt de pressa, pressionant-se els uns als altres, cosa que forma una pressió de degeneració que compensa la gravitatòria, aturant així el col·lapse de la nana blanca. Al zero absolut, no tots els electrons poden conservar l'estat fonamental, de manera que alguns d'ells s'exciten cap a estats d'energia més alts, deixant disponibles els estats més baixos d'energia; això rep el nom de líquid de Fermi. Els electrons en aquest estat reben el nom d'electrons degenerats, i es tradueix en què una nana blanca pot refredar-se fins a arribar al zero absolut i encara contenir energia. Una altra manera d'arribar a aquesta conclusió és aplicant el principi d'incertesa de Heisenberg: l'alta densitat d'electrons en una nana blanca significa que les seves posicions estan molt restringides, creant una incertesa en la seva dinàmica. Això deriva que alguns electrons deuen posseir una gran quantitat de moviment, i per tant, tenir una energia cinètica molt elevada.
Com estan els nuclis i electrons dels àtoms?
no estan cohesionats