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黑洞有多大_地球坍缩成黑洞有多大

世界奇闻 2022年09月23日 12:43 2 qiwen333

黑洞有多大,这个问题一直困扰着科学家。因为黑洞不仅可以吞噬物质,还可以释放能量,所以它的引力非常强大。然而,即使是光也无法逃脱黑洞的吸引力。在宇宙中,有许多恒星,它们的质量很大,但由于黑洞的引力,它们会被撕碎。这就是为什么我们看到的恒星都是一团黑色的烟雾。那么么,这些黑色的烟雾是什么呢?它们是由什么组成的?今天,我们就来聊一聊这个话题。首先,让我们来看看黑洞的形成。

一、黑洞的直径?

优质答案1:

目前人类历史上发现的已知最大黑洞便是这位Ton 618,它究竟大到什么程度呢?

这个黑洞绝对不是一般的黑洞,可以说是黑洞界的奇葩了,首先就是它的质量,Ton618的质量约为太阳的660亿倍。

而它的体型更是达到了直径6780亿公里,要知道银河系中心的黑洞,至今才8800万公里,所以就算光飞过它的直径都需要0.08光年,说白了,如果光想从Ton 618黑洞中心逃出来,那也得需要半个月的时间。

优质答案2:

银河系中心黑洞又被叫做人马座A*,曾经有多个天文学研究团队尝试以无线电频谱拍摄人马座A*的成像,发现它的直径约为4400万公里;宇宙中最大的黑洞Ton618,直径3840亿公里。

二、黑洞的密度有多大?有何依据?

优质答案1:

黑洞是突破物理学极限的存在,同学们真有那么好奇嘛?我们就来分类探讨一下这种扯淡的存在。

黑洞宇宙模型

宇宙大爆炸和膨胀的宇宙是主流的宇宙模型,我们今天讲点冷门一些的知识点——黑洞宇宙模型。

同学们一定耳熟能详,宇宙正在加速膨胀。这个膨胀是指空间膨胀导致宇宙中的物质都在相互远离。但比较近的物体主要受到引力或者电磁力的作用,距离不会增加。而遥远的星系之间,则由暗能量主导,表现出空间膨胀的效果。

根据观测可以得知,距离我们越远的物体(星系),远离我们的速度也就越快。按此推论,星系只要距离我们足够远,其膨胀速度会达到光速!天文学称这个距离为——哈勃半径(Hubble Radius)。相应的在哈勃半径以外的星系,远离我们的速度必然超过光速。

这里我们开一下脑洞,如果我们整个宇宙就是一个黑洞,那么,只有超越光速,才能逃离现在的宇宙边缘,不正好和黑洞的性质是吻合的吗?

只有推论,不是科学,我们还可以验算一下。根据史瓦西半径计算公式:其中G是万有引力常数,M是物体的质量,c是光速。如果我们的推论正确,那么在黑洞宇宙模型中,哈勃半径将等于我们宇宙所在黑洞的史瓦西半径

我们把已知的宇宙质量带入公式,计算结果表明,史瓦西半径和哈勃半径在数量级上居然十分接近。按此推论,我们宇宙其实就是在一个黑洞中的存在。

那么这个黑洞的密度,就等于我们宇宙的平均密度,大约是2×10^-31g/cm3,大概是一个地球那么大的空间中,平均分布一粒沙子的样子吧。

常见恒星坍缩后的黑洞

同学们如果消化了我刚刚提到的黑洞宇宙模型,那么这个常规的计算就非常简单了,还是利用史瓦西半径计算公式,带入具体的数据就可以计算出所有现成的天体(物质)能形成黑洞的半径,然后计算出体积,再除以原来的质量,就可以得到密度了。

当然,黑洞如果一直在吞噬其他物质,则密度将是一个不断变化的值。

我就以太阳为例:

太阳质量约为2×10^27吨,它的史瓦西半径R≈2964m,密度ρ≈1.83×10^16吨/立方米。

其他的天体,大家利用史瓦西半径公式,也可以轻松搞掂,只要小心谨慎的注意数清楚数字后面的零就可以了。

结语

史瓦西半径和质量成正比,而物体的半径和质量的立方根成正比(如果密度不变)。当物体质量增加的时候,史瓦西半径比物体本身的半径增长的快。一个质量很大的物体,它的史瓦西半径会达到甚至超过物体自己的半径。

我知道又有同学要感慨,一花一世界一沙一宇宙的哲学语言了。不过这里我倒不反对哦,挺有意思的模型,但愿不是一个巧合吧。

我是猫先生,敬请关注,感谢阅读。

优质答案2:

理论上黑洞奇点的密度是无限大,体积无限小,就像你永远找不到最大或最小的数字,永远看不到宇宙的尽头,永远算不尽的圆周率。

它的密度已超过现在物理学的认知范围,以人类三维的头脑根本想象不到。

但事实上我们一般以黑洞的视界来界限黑洞,而史瓦希黑洞的史瓦希半径和视界是一致的!因此可以用密度来形容黑洞!

但随着黑洞质量的无限增加,它的史瓦希半径也会跟着增加,而这时将发生一个比较有趣的现象,即黑洞的密度也将减小,比如:

1.太阳质量的黑洞密度:

太阳质量约为2×10^27吨,它的史瓦西半径R≈2964米,密度ρ≈1.83×10^16吨/立方米

2.20万倍太阳质量的黑洞密度:

20万倍太阳质量的黑洞史瓦西半径R=6×10^8米,密度ρ≈4.6×10^5吨/立方米

此时它已经远小于中子星的密度

3.假如有一个一克的物质坍缩成黑洞:

那么其史瓦西半径R=1.48×10^(-33)千米,密度ρ≈7.335×10^82吨/立方米。

质量越小的黑洞密度越大(按史瓦希黑洞的史瓦希半径和视界计算),越大的黑洞密度越低,因按视界计算的话,一个超大质量的黑洞的密度并不比空气密度高多少!





三、宇宙中最大和最小的黑洞分别是多大?

最大的黑洞:目前已知最大黑洞名为SDSS J140821.67+025733.2,质量为太阳的1960亿倍。

最小的黑洞:目前发现最小的黑洞被编号为IGR J17091-3624,其质量仅仅是太阳的3倍。虽然人类目前没有观测到宇宙中所有的黑洞,但它不会比全宇宙最小的黑洞大多少,因为它已经很接近科学理论上黑洞的质量下限了。那么,这个黑洞的视界半径有多大呢?根据史瓦西半径的计算公式算下来,这个黑洞的半径只有9公里左右。算下来,这个距离即使走路也只需要一个半小时左右即可。

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