
广义相对论预测,当一个物体坍缩形成黑洞时, 它最终会达到一个密度无限大的点 。这实际上意味着 ,在这一点上,相对论崩溃了 ,没有人知道在黑洞中心发生了什么!因此,我们需要一个可行的量子引力理论来理解它。

但你可能会发现一些有用的东西:当我们谈论一个黑洞的 "大小 "时,我们通常会谈论一个叫做 史瓦西半径 的东西。史瓦西半径 是一个"不归点"。一旦你接近黑洞,你就永远无法逃脱。因此,在史瓦西半径处的逃逸速度等于光速,而史瓦西半径的数值约为(3x10^5厘米)x(M / M太阳),其中M是黑洞的质量,M太阳是太阳的质量。(通常情况下,我们银河系中的黑洞的M大约是太阳质量的10倍,但是对于星系中心的超大质量黑洞来说,它可能是数百万甚至数十亿。)

黑洞 和原子之间有一个粗略的比喻。在这两种情况下, 质量都集中 在中心的一个很小的区域,但物体的 "大小 "却大得多。你可以使用史瓦西半径来计算黑洞的 "密度",即质量除以施瓦茨柴尔德半径内所包围的体积。这大致等于(1.8x10^16 g/cm^3)x(M太阳 / M)^2,其中M的定义如上。从外部观察者的角度来看,这也可能是黑洞的实际密度,因为史瓦西半径内的物质分布对外部没有影响。
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