1960亿倍太阳质量黑洞体积有多大 (全部的黑洞质量相当于多少个太阳)

黑洞作为超强引力场,不能直接观察到,黑洞中心物质强大引力形成塌缩总会到达极限引起爆炸,按理说能吸引光线的强引力场塌缩引起的爆炸应该会很快。扯点远的,我感觉太极图才能解释一切,一定有东西在制约着黑洞。

密度,这个词就是个相对概念。“黑洞”也是相对概念。你用一个相对概念追问另一个相对概念,你觉得自己清楚自己的问题吗?从最宽泛的角度上看,所有的已知物质体都是黑洞,所以黑洞永远不会是真空。

不同大小的黑洞有多少个太阳质量,黑洞体积与平均密度的关系

黑洞质量越大,平均密度越小。

下面以最简单的史瓦西黑洞为例做简单的计算。史瓦西黑洞指的是无自转而且不带电的黑洞,在这种情况下,其视界的半径为R=2GM/c²,其中M是黑洞的质量,G是引力常数,c是光速。因此,黑洞视界内的体积就是V=4πR³/3=32πG³M³/3c^6,而平均密度ρ=M/V=3c^6/32πG³M²,也就是平均密度和黑洞的质量成反比。

我们知道,目前宇宙中已知的黑洞包括两类,一类是恒星级质量的黑洞,其质量是几倍到几十倍太阳的质量,在我们银河系内已经发现了有几十个(也包括我本人发现的)。

另外一类是超大质量的黑洞,质量通常在百万到百亿太阳质量之间,比如我们银河系的中心就有一个这样的黑洞,质量是四百万倍的太阳质量,很可能宇宙中的每一个星系的中心都有这样的一个黑洞。

有些天文观测证据表明,宇宙中也存在质量介于上述两种之间的黑洞,称为中等质量黑洞,但是目前的证据还不是特别确凿。

因此,对于质量为10倍太阳质量的黑洞,平均密度大约是每立方厘米两百万亿克,基本上就是原子核的密度,而地球的平均密度大约是每立方厘米5克,因此这样的黑洞的平均密度大约是地球的平均密度的40万亿倍!

不同大小的黑洞有多少个太阳质量,黑洞体积与平均密度的关系

但是,对于银河系中心的那个质量为四百万倍太阳质量的黑洞,其密度就只有每立方厘米1000克了,仅仅比地球的密度大了大约200倍。

对于宇宙中的大部分星系中心的大约一亿倍太阳质量的黑洞,其平均密度就是大约每立方厘米2克,仅仅比水高了一倍而已。而对于宇宙中那些质量大到100亿倍太阳质量的黑洞,平均密度就是每立方厘米0.2毫克,比空气的每立方厘米1.3毫克还低了好几倍,但是离真空还是有很大的距离!

根据史瓦西半径公式计算地球变成黑洞的大小,其实瓦西半径还不到1厘米,即0.88毫米,也就是说地球如果变成黑洞的话,其视界体积大概只是直径不到两厘米的一个小球,而如果太阳变成黑洞的话,其视界体积会达到直径六公里,这明显和地球是不成比例的。

不同大小的黑洞有多少个太阳质量,黑洞体积与平均密度的关系

但是事实如此,天文观测也证明了这一点,银河系中心黑洞的质量大概是400万个太阳,但是黑洞的直径达到了4000万公里左右,而如果计算整个宇宙的质量换算成黑洞的体积,则比现在的宇宙还要大的多,规模远在千亿光年之上,而我们现在的宇宙的体积据计算大概是460亿光年。

所以这也让我们不得不去怀疑我们的宇宙是不是处在一个奇点爆炸后的巨型黑洞之中。

所以,我们平时经常见到的“黑洞的质量很大密度极高”的说法是不成立的!

PS:未经同意不得转载(图片来源网络)