黑洞里面的物质密度有多大?由于黑洞本身的大小不同,它里面的物质(其实更应该称为能量)密度并不是一样的,并且这个也是可以计算出来的。你相信越小的黑洞密度越大,越大的黑洞密度越小吗?

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关于黑洞的质量和体积的计算,有一个公式叫史瓦西半径公式,就是专门用来计算黑洞的体积的,其计算公式为 R=2GM/C的平方。

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史瓦西半径公式

公式中R称为事件视界,G为引力常数,M为黑洞质量,C为光速。计算出来就是黑洞的视界范围的半径,根据这个公式计算,如果把地球压成一个黑洞的话,即M等于地球的质量,具体为5.977×10的27次方g,那么黑洞的半径R只有0.9,即为直径1.8厘米的圆球,那么这个黑洞看上去只是一个花生米大一点,相当于一颗大白兔奶糖那么大,但是如果把太阳压成一个黑洞的话,计算M为太阳质量(1.9891*10)的这个公式,那么它的半径是2948米,接近3公里,也就是说如果太阳成为黑洞(实际上太阳的质量也不足以成为黑洞),那么它的质量将相当于一个直径六公里的大球,但是太阳的质量只是地球的33万倍,六公里那么大的体积放下33万个花生米,很显然是太富裕了,放下33亿个都不止。所以这样的数据看上去的话好像很不成比例,但是却是符合理论推算和实际观测情况的,这也说明,质量越大的黑洞,其内部空间的物质或者说能量的密度会更小。

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更加让人吃惊的是,如果用这个公式去计算整个宇宙如果变成黑洞会有多大?那么如果按宇宙中有两万亿个星系来算的话,把它按上面的公式换算成黑洞的体积,则会有1000亿光年那么大,但是科学家们在如今的天文观测上发现我们的宇宙目前大概在460亿光年的幅度上,这也就是说,如果一个黑洞的质量像宇宙这么大的话,那么这个黑洞会比我们的宇宙还大,但是我们的宇宙中除了星球之外仿佛都是真空,即使把所有的星球的物质都平摊出来,物质的密度也是非常稀薄的,而如果变成1000亿光年那么大的黑洞的话,无疑会变得更稀薄。

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这可能让人无法理解,因为我们一直都认为黑洞是密度无限小的一个天体,但计算结果和实际观测却并不是这样,几乎可以认为视界范围越大的黑洞,其里面的密度越小,视界范围越小的黑洞的密度越大。为什么会有这种情况出现呢?这就不得不讲一讲黑洞里面的奇点了。

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