作业帮为什么超大质量黑洞的密度可以很小,而且质量越大密度越小?那不是黑洞的体积会变得很大么?引力怎么办呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/08 09:40:15
为什么超大质量黑洞的密度可以很小,而且质量越大密度越小?那不是黑洞的体积会变得很大么?引力怎么办呢?
为什么超大质量黑洞的密度可以很小,而且质量越大密度越小?
那不是黑洞的体积会变得很大么?引力怎么办呢?
为什么超大质量黑洞的密度可以很小,而且质量越大密度越小?那不是黑洞的体积会变得很大么?引力怎么办呢?
看黑洞的定义：一个时空区域,其中的引力场强到使得任何物质和辐射都不能逃逸出来.强引力场意味着物质的高度密集,要形成一个黑洞,就必须把一定的质量放在一定的体积内,在球对称的情况下,这个体积的大小由史瓦西半径来给定.
理论上,任何质量和尺度的黑洞都是可能的.从基本粒子大小的黑洞,到恒星尺度、太阳系尺度,直到星系尺度的黑洞.
黑洞并不一定是极度致密的星.而是只要致密到中心囚禁住光就可以了.
物体的密度与致密度是两个概念.密度是质量与体积之比,而致密度是形成黑洞的临界半径（可以理解为史瓦西半径）与实际半径之比.
这个值是可以计算的.我没算,下面是从一本书里摘来的.
物体 质量 尺度（R） 史瓦西半径（Rg） 致密度（Rg/R）
原子 10^-26kg 10^-8cm 10^-51cm 10^-43
山峰 10^12kg 1 km 10^-13cm 10^-18
地球 10^25kg 10^4km 1 cm 10^-9
太阳 10^30kg=1M 10^6km 1 km 10^-6
白矮星 1 M 10^4km 1 km 10^-4
中子星 1 M 10 km 1 km 10^-1
星系 10^11 M 10^5光年 10^-2光年 10^-7
宇宙（闭合） 10^23 M 10^10光年 10^10光年 1
上表中,去除了数量级前面的具体数字.致密度也叫引力参数,一般来说,引力参数越十目趋近于1,越容易形成黑洞,或者说,越接近于黑洞状态.
由上表可看出,中子星是最接近于黑洞状态的.如果一个星系引力坍缩至百分之一光年的尺度,它就进入了黑洞的状态,但其密度依然很小.
令人吃惊的是宇宙,按照可观察宇宙的质量,它达到黑洞状态的尺度是100亿光年的数量级,而目前宇宙的尺度,按照大爆炸宇宙理论,也是100亿光年数量级.
难道说,我们的宇宙本身就是一个黑洞吗?
黑洞的体积大，说明密度分散区域较大，但是引力也越大；黑洞的体积小，说明密度分散区域较小，引力也较小。但是有一些自超新星后的超超新星，其无穷无尽的爆炸威力导致本应该很大的黑洞压缩成一个肉眼看不见的点，这才是引力最大的黑洞。
黑洞的体积不一定很大