网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

黑洞在宇宙中通吃一切,这种极端诡异力量从哪里来?

0
分享至

本文基于回答网友类似问题:



这个问题违背了天体物理规律,因为宇宙中不可能存在6000倍太阳质量的恒星。爱丁顿极限理论认为,恒星质量是有天花板的,稳定恒星的最大质量上限约为150-200 倍太阳质量,超过此值,恒星将变得极度不稳定,难以长期存在。



在实际天文观测中,也没有发现如此巨大质量的恒星,迄今为止,最大质量恒星为坐落在距我们16万光年的矮星系大麦哲伦云里,名为R136a1,质量约为太阳的215倍,由于核心辐射压极大,热光度是太阳的600多万倍,恒星风达到每秒2600公里,外围物质损失极快,自诞生以来,已经损失了数十个太阳质量。

宇宙中最大的单个天体是黑洞,迄今发现最大的黑洞可达太阳质量的1000亿倍。

黑洞与恒星是两种完全不同层次的天体,黑洞是宇宙天体食物链的顶端,任何天体物质靠近黑洞,只有被黑洞吞噬的命运,恒星质量再大,也不可能对黑洞造成威胁。

原来,黑洞之所以有这种无比的诡异能量,是因为天体被极端压缩,压进了自身质量的史瓦西半径里,才能成为黑洞。

史瓦西半径是天文物理学家卡尔·史瓦西,根据爱因斯坦广义相对论发现的一个客观规律,就是是任何物质质量都存在的一个临界值,一旦压缩进了这个临界值,物质就会从我们这个世界消失,变成现代物理学无法解释的东西。



落入史瓦西半径的物质会被无限曲率卷缩进中心的奇点里,这个奇点是一个体积无限小,密度无限大,曲率无限高的怪胎。后来,人们把这个怪胎称为“黑洞”,只有黑洞,才将所有质量躲进了自己的史瓦西半径里,也可以说,一旦自身质量被压缩进了史瓦西半径,就是黑洞。

因此,史瓦西半径才是黑洞无比诡异力量的来源。

广义相对论预言在宇宙中就有这种黑洞存在,直到上世纪六十年代,天文学家们间接证实了黑洞的存在,2019年,科学家们通过事件视界望远镜(EHT)拍摄到了黑洞的照片。

黑洞曲率无限大,就是在黑洞里时空被扭曲到极端程度,无限坠落进入奇点,连光也不例外。时空曲率表现出来的就是引力,对抗引力,逃出引力陷阱的唯一方法就是速度,引力越大逃逸的速度要求越高。但黑洞的曲率无限大,也就是引力无限大,连宇宙速度的天花板,每秒30万公里的光速都无法逃脱,还有什么东西能够逃脱呢?

所以,黑洞在宇宙中就通吃一切。

恒星质量再大,但由于其是气态组成,密度相对极小。比如已知质量最大恒星r136a1,质量是太阳的约215倍,但其密度只有0.014克/立方厘米,是地球5.52克/立方厘米的约1/300,在其巨大体积的外围引力就已经极小了,靠近了黑洞,就只有被黑洞吸食的份了。

所以,再大的恒星也只能是黑洞的食物,只有被黑洞吞噬的份,靠近了黑洞,就会被黑洞强大的引力拉扯成面条状慢慢吸食掉。



除非这颗恒星自己收缩到质量的史瓦西半径以内。也就是说像太阳这么大质量的恒星,半径收缩成只有3公里;r136a1这么大质量的恒星,半径收缩成645公里,这样就可以抗衡黑洞了。但现在的太阳半径有70万公里,r136a1半径有2700万公里,也就是说,太阳表面要缩减69.9997公里,r136a1表面要缩小2799.99355万公里,在接近核心的这个位置,其引力才能与黑洞抗衡。

由此,也说明黑洞的引力无限大,是控制在一个较小范围,不是在任何范围都是无限的。

否则,宇宙中黑洞如此之多,据估算,仅银河系就可能有1~10亿个之多,如果其影响范围很大,岂不早就没有恒星了?

准确的说,黑洞的引力大到连光速都无法逃逸,只是在其事件视界以内,也就是史瓦西半径以内。这个范围极小,可通过史瓦西半径公式R_s = 2GM/c^2来计算。这里的R_s 表示天体的史瓦西半径,G为万有引力常数,M为天体质量。

前面说的太阳史瓦西半径约为3公里,r136a1的史瓦西半径约645公里就是这样得来。同理,一颗20倍太阳质量的黑洞史瓦西半径约为60公里,只有靠近这个边界,才会被其强大的引力撕碎。



当然,黑洞强大的引力并不是完全靠近才突然产生的,而是随着靠近逐步加强的,一旦进入其事件视界(史瓦西半径),就有去无回了。

但要说比黑洞质量更大的恒星能不能战胜黑洞,则要看如何理解了。其实无论是黑洞,还是恒星、行星,只要质量同等,引力都是一样的。

只是黑洞密度无限大,体积极小,引力才变得极端起来。因此,只要距离黑洞足够远,黑洞的引力就会与普通天体一样了。所以,只要不是在黑洞“旁边”,也就是事件视界附近,就没有必要害怕黑洞的极端引力。

我们银河系有许多黑洞,有已经发现的,更多没有发现的,因为距离我们足够远,所以才对太阳系没有产生什么影响,太阳系以及地球和人类才能够悠哉游哉的继续生活,才能对这些黑洞指指点点评头论足。

在足够远的距离,引力影响就看谁的质量大了,因为万有引力还是遵循质量越大引力越大规律的,即遵循牛顿万有引力公式F=MmG/r^2。这里的F代表引力大小,M和m代表两个引力相互作用的大小天体,r表示距离。



在引力的绝对值方面,黑洞与恒星是同等的,在引力能够相互影响的足够远距离,恒星与黑洞就可以比质量了,谁的质量大就有主导权。从这个意义上来说,大质量的恒星就能够战胜黑洞了。

比如我们地球如果是一颗黑洞,史瓦西半径就只有约9毫米,在这个位置还是会受到太阳牵制,围绕着太阳公转。但目前宇宙中没有地球质量这么小的黑洞,太阳质量的黑洞也没发现,最小的黑洞约为3倍太阳质量,这是典型的恒星级黑洞。

这符合恒星黑洞形成理论,也就是一颗大于30~40倍太阳质量的恒星,在演化末期超新星爆发后,就有可能留下一颗3倍以上太阳质量的黑洞。

其实两个引力相互作用的天体,严格说来并非是小天体围绕着大天体运动,而是大小天体都围绕着两个天体共同形成的质心运动,由于质心更靠近大天体,看起来就像小天体围绕着大天体运动而已。



太阳系也是如此,由于太阳在太阳系的质量占据了99.86%,木星又占据了除太阳外其他所有天体质量总和的70%,因此,太阳系的公同质心总会随着木星与太阳的距离变化而变化,有时在太阳表面以下,有时在表面之外的附近。而所有行星距离质心都较远,看起来就是绕着太阳公转。

黑洞与恒星由于引力形成的双星运动,也是相互围绕着共同质心运动。

天文学界通过 X 射线观测、多普勒频移测量等手段,已确认多个此类系统。如距离我们7000多光年,人类发现的首个黑洞~天鹅座 X-1,就是由一颗约20~40倍太阳质量的超蓝巨星 HDE 226868,与质量约太阳21倍的致密伴星(黑洞)组成,它们相互围绕着共同质心公转,由于两星距离只有约0.2AU(约3000万公里),黑洞不断吸积着蓝超巨星的恒星风,由此发出强烈的X射线。

还有 LMC X-3(大麦哲伦云的 X 射线双星)、 Cygnus X-3(沃尔夫 - 拉叶星伴星系统)、MAXI J1659-152(轨道周期最短的黑洞双星)、LMC X-3(第一个被确认的河外黑洞双星系统)等等,都是恒星与黑洞组合成的双星系统,是双方引力作用下形成的共存系统。



所以无论是恒星质量大,还是黑洞质量大,只要双方距离在一个恰当位置,恒星不会被黑洞吃掉,但双方又在引力相互作用范围,就会各自安好,按照万有引力逻辑,形成双星运动系统。

结论:史瓦西半径是黑洞产生无比诡异力量的源泉,由于史瓦西半径极小,黑洞抗衡大质量天体的前提,是相互靠得足够近,如果距离较远,质量依然是衡量引力大小的金标准。

时空通讯原创文章,感谢阅读,欢迎讨论。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
泰国网红高僧与女信徒饭桌上“双修”的瓜

泰国网红高僧与女信徒饭桌上“双修”的瓜

笔杆论道
2026-09-15 16:48:57
河南驻马店女子骑车遭横空线缆勒住后身亡 当地政府:拉绳者已因涉嫌过失致人死亡罪被批准逮捕

河南驻马店女子骑车遭横空线缆勒住后身亡 当地政府:拉绳者已因涉嫌过失致人死亡罪被批准逮捕

大众网
2026-09-15 20:29:15
9月14日,赵本山引发关注!不是因为他本人,而是他的徒弟小沈龙,被曝骗了榜一大姐200万

9月14日,赵本山引发关注!不是因为他本人,而是他的徒弟小沈龙,被曝骗了榜一大姐200万

火山詩话
2026-09-15 05:08:28
中方连夜返程:不给面子还是看得太清?

中方连夜返程:不给面子还是看得太清?

爱下厨的阿酾
2026-09-15 16:09:38
突发!于东来也向现实低头了!

突发!于东来也向现实低头了!

财经要参
2026-09-15 12:00:03
贺子珍始终认定朱道来便是战乱之中失散的儿子,可朱道来后来坦言:过去他没有道出所有真相

贺子珍始终认定朱道来便是战乱之中失散的儿子,可朱道来后来坦言:过去他没有道出所有真相

唠叨说历史
2026-09-15 14:16:32
中建四局疯狂出差的董事长、总经理

中建四局疯狂出差的董事长、总经理

新浪财经
2026-09-15 11:29:43
特朗普拦不住!以引爆1100吨炸药,炸伊朗最大前哨,中东战乱升级

特朗普拦不住!以引爆1100吨炸药,炸伊朗最大前哨,中东战乱升级

策前论
2026-09-14 13:34:55
柬埔寨宣布:已不再有大型诈骗园区,10月起暂停所有赌场的网络博彩运营

柬埔寨宣布:已不再有大型诈骗园区,10月起暂停所有赌场的网络博彩运营

红星新闻
2026-09-15 12:34:37
可抑制儿童近视,日本参天制药这款滴眼液已申请在中国上市

可抑制儿童近视,日本参天制药这款滴眼液已申请在中国上市

风向观察
2026-09-15 19:32:43
长沙35岁二娃宝妈重新高考读大学,辅导员都喊她“姐姐”,丈夫力挺:她做啥我都支持,5年20万元学费我来出

长沙35岁二娃宝妈重新高考读大学,辅导员都喊她“姐姐”,丈夫力挺:她做啥我都支持,5年20万元学费我来出

极目新闻
2026-09-15 20:47:08
9月15日俄乌:特朗普再度向乌克兰发难,俄军中将被炸死

9月15日俄乌:特朗普再度向乌克兰发难,俄军中将被炸死

山河路口
2026-09-15 21:46:54
台湾艺人陈建州突发心梗被紧急送医手术,相关方称术后平安

台湾艺人陈建州突发心梗被紧急送医手术,相关方称术后平安

澎湃新闻
2026-09-15 22:48:34
网传“全国烟价下跌”,真相来了!不是全面降价,仅这种烟在掉价

网传“全国烟价下跌”,真相来了!不是全面降价,仅这种烟在掉价

你在偷看谁
2026-09-15 20:30:40
85万“孤儿车”:莫让流浪的钢铁,成为“中国制造”的伤疤

85万“孤儿车”:莫让流浪的钢铁,成为“中国制造”的伤疤

细雨中的呼喊
2026-09-14 11:41:17
华为、赛力斯宣布分手,全网震动!

华为、赛力斯宣布分手,全网震动!

大佬灼见
2026-09-15 21:00:36
新华社消息|从事出境入境中介服务的机构和人员今起备案管理

新华社消息|从事出境入境中介服务的机构和人员今起备案管理

新华社
2026-09-15 15:09:59
吃相难看!敬一丹离世才一天,私生活被曝光,原来和董卿处境一样

吃相难看!敬一丹离世才一天,私生活被曝光,原来和董卿处境一样

陈意小可爱
2026-09-15 06:41:05
中巴关系遭破坏,中方不再沉默,外交部同时追责2国,事态严重了

中巴关系遭破坏,中方不再沉默,外交部同时追责2国,事态严重了

策前论
2026-09-15 20:10:03
停播两年,一播封神!抖音首秀1千万人观看,昔日一姐强势归来!

停播两年,一播封神!抖音首秀1千万人观看,昔日一姐强势归来!

可乐谈情感
2026-09-15 09:30:36
2026-09-16 01:19:00
时空通讯 incentive-icons
时空通讯
探索世界 与您同行
1027文章数 4300关注度
往期回顾 全部

头条要闻

盗窃犯刑满释放前8天改判死缓 检方称其"天生的罪犯"

头条要闻

盗窃犯刑满释放前8天改判死缓 检方称其"天生的罪犯"

体育要闻

AK47到底有多强?

娱乐要闻

谢霆锋示爱王菲、和前妻划清界限

财经要闻

黄仁勋接到特朗普电话:AI风险论是"骗局"

科技要闻

芯片产业链蒸发超5000亿美元,特朗普大怒

汽车要闻

无缝衔接?!谁懂刚上市就提车是什么体验...

态度原创

家居
数码
本地
公开课
军事航空

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

数码要闻

荣耀MagicOS 11已正式发布:YOYO成精、苹果破壁、老机型白捡60GB!

本地新闻

不止胖东来!许昌藏着半部三国史

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

穆杰塔巴近况披露 地方官员:他身体非常健康

无障碍浏览 进入关怀版