宇宙黑洞为什么能够吞噬恒星（为啥黑洞连光都无法逃逸）

宇宙黑洞为什么能够吞噬恒星（为啥黑洞连光都无法逃逸）在爱因斯坦广义相对论刚问世不久的1916年，卡尔·史瓦西就发现和论证出了这个解，人们把这个解得出的结论就叫做史瓦西半径。而黑洞无限的引力，只是局限于这个黑咕隆咚的洞里。那么这个洞里是什么，有多大呢？这就涉及到了一个叫史瓦西半径的理论。黑洞那么小，恒星那么大，但恒星的引力却没有黑洞大，这个就是因为引力源距离的关系。也就是说，要从天体中心那个点上来计算引力之间的距离。黑洞就正好占了这个便宜。所谓黑洞，实质上就是物体在极端的引力压力下，把自己压缩进了自己质量的史瓦西半径，这样一个质量本来很大的天体，就变成了一个很小很小黑咕隆咚的洞。

理论认为，宇宙中最小黑洞只有太阳质量的3倍多点，而有些恒星，比如说r136a1却比太阳质量大近300倍。

可是黑洞的引力却是无限大，连光也逃不出来，而再大的恒星，也没有这个能耐。即便像r136a1这样的恒星，在3倍太阳质量黑洞面前，也只有被吞噬的命运。

这就使得许多吃瓜群众闹不明白了，为什么会这样呢？难道万有引力大小不是与质量成正比的吗？

是的，万有引力定律认为，引力大小的确与两个物体的质量乘积成正比，但大家别忘了，引力大小还要与相互作用双方距离平方成反比，也就是说距离越近引力越大，距离越远，引力衰减得越厉害。

黑洞那么小，恒星那么大，但恒星的引力却没有黑洞大，这个就是因为引力源距离的关系。

而且大家千万要记住，引力相互作用的距离关系，不是与天体表面之间距离来计算和衡量的，而是以质心质点之间距离来计算衡量的。

也就是说，要从天体中心那个点上来计算引力之间的距离。黑洞就正好占了这个便宜。

所谓黑洞，实质上就是物体在极端的引力压力下，把自己压缩进了自己质量的史瓦西半径，这样一个质量本来很大的天体，就变成了一个很小很小黑咕隆咚的洞。

而黑洞无限的引力，只是局限于这个黑咕隆咚的洞里。那么这个洞里是什么，有多大呢？这就涉及到了一个叫史瓦西半径的理论。

啥叫史瓦西半径呢？这是一个叫卡尔·史瓦西的科学家，在研究爱因斯坦广义相对论引力场论时候，得到的一个解。

在爱因斯坦广义相对论刚问世不久的1916年，卡尔·史瓦西就发现和论证出了这个解，人们把这个解得出的结论就叫做史瓦西半径。

这个理论认为，任何物体都存在一个质量临界半径，这个半径与质量成正比，计算公式为：R=2GM/C^2。

式中，R为史瓦西半径值；G为引力常数，一般取值为G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2；M为物体质量；C为光速。

根据这个公式计算，太阳的史瓦西半径只有约2952米，地球的史瓦西半径只有9毫米。

任何物体被压缩进自己质量的史瓦西半径以内，就会变成一个黑咕隆咚的洞，人们把它叫做黑洞。

其实那个洞中啥也没有，所有质量都集中到了那个无限小的质点上，科学家们把它叫做奇点。这个奇点无限小，那个洞就是这个奇点无限引力场的绝对势力范围。这个半径就是一个球面，这个球面就叫史瓦西半径。

史瓦西半径就是黑洞无限引力场范围的临界点，这个临界点也叫黑洞的事件视界，就是人类可以看到和看不到的临界点。

广义相对论认为，任何物体都会导致时空扭曲，这种扭曲就是所谓的时空旋涡或者时空陷阱，相邻的两个物体就会有相互掉进对方时空旋涡的趋势。

而大质量的物体所导致的时空旋涡就会更大更强，小质量物体靠近这个旋涡就有掉进去的趋势。在宇宙中，就表现在大天体对小天体的吸引。

这种扭曲表现出来的现象就是万有引力。爱因斯坦的广义相对论，揭示了万有引力的根源和本质，就是物体质量导致的时空扭曲。

小物体要应对大物体的时空旋涡，不被吸引掉到大物体上，唯一的办法就是速度。

速度达到了一定的临界值，小天体就会环绕着大天体引力陷阱的边缘运行，不掉下去，也逃脱不了，这就叫环绕速度；速度更高，就有可能逃脱这个大天体的控制，飞出陷阱，飞向远方，这就叫脱离速度或者逃逸速度。

地球上的环绕速度为7.9千米/秒，脱离速度为11.2千米/秒，逃离速度为16.7千米/秒。

人们把这几个速度称为第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。第三宇宙速度的逃离速度不是逃离地球的速度，而是在地球轨道上逃离太阳引力的速度。

如果在太阳表面，要逃出太阳引力，则需要达到617.7千米/秒的速度。

前面说了，引力大小是以质量成正比，与距离平方成反比的，这个距离是相互作用天体质心与质心之间的距离。

万有引力定律公式为：F=GMm/r^2

式中，F为引力数值，G为引力常数，M和m为引力相互作用的大小天体质量；r为它们之间质心的距离。

所谓引力大小与距离平方成反比，就是说距离越近引力表现得就越大。而且引力是从中心质点发出的，也就是说，越靠近质点，引力就越大。

一些大的天体，虽然质量很大，引力很大，但由于体积很大，从质心到表面就已经相隔很远了，因此，表现出来的引力衰减得就很厉害。

比如已知最大体积的恒星盾牌座uy，半径是太阳的1708倍，体积约太阳的45亿倍，而它的质量却只有太阳的7~10倍，因此其表面重力加速度就比太阳小多了，甚至比地球都小多了。

重力加速度计算公式为：g =(G x M) / r^2

式中：g为重力加速度值，G为引力常数，M为天体质量，r为天体半径。

根据这个这个公式计算，太阳的重力加速度为275米/秒^2，地球重力加速度为9.8米/秒^2，而盾牌座uy的表面重力加速度才9.5x10^-4米/秒^2，比太阳和地球都小了几个数量级。

那么盾牌座uy的表面逃逸速度有多大呢？

逃逸速度的计算公式为：v=√(2GM/R)

式中，v为逃逸速度，G为引力常数，M为天体质量，R为天体半径。

经计算，盾牌座uy的表面逃逸速度约15千米/秒，这个速度比太阳逃逸速度小多了，甚至比在地球位置逃离太阳引力的速度还要小。

这说明引力大小与天体之间的距离关系，不是与天体表面的距离关系，而是与质点的距离平方相关联。

而一些密度较大的天体，如白矮星和中子星，虽然没有盾牌座uy质量大，但由于体积很小，质心距离表面就很近了，表面引力就比盾牌座uy强大多了。

中子星半径只有10千米左右，如果人能够上去，骑个自行车一天就能够跑一圈。

可中子星的质量至少都有太阳质量的1.44倍。太阳多大？半径96.9万千米！

1.44倍太阳质量的史瓦西半径是约4251米，中子星半径约10千米，已经距离史瓦西半径不远了，所以表面引力极大，逃逸速度可以达到一半光速，即15万千米/秒。

这也是中子星再增加一些质量，达到太阳质量3倍左右时，就会坍缩成一个黑洞的原因，也是宇宙中最小的黑洞约太阳质量3倍的原因。

太阳是没有办法成为黑洞的，因为其质量太小，根本不具备成为黑洞的引力压力，甚至也无法成为一个中子星。

成为中子星的原恒星需要达到太阳质量的8倍以上，成为黑洞的原恒星需要达到太阳质量的30倍以上。

当任何物体龟缩到自己质量的史瓦西半径里面的时候，这个质点距离就非常非常近了，因此引力就会变得无限大，逃逸速度就会超过光速了。

任何物体质量的史瓦西半径，就是光速逃逸的一个临界点。

我们拿太阳史瓦西半径来计算，如果太阳全部质量龟缩到自己的史瓦西半径中，按逃逸速度公式来计算，得出：

v=√【2x（太阳质量1.99891x10^30千克)x(引力常量6.67x10^11N·m^2/kg^2)/（太阳史瓦西半径2952米）】≈30万千米

太阳史瓦西半径临界处的逃逸速度为光速。

虽然太阳成不了黑洞，但史瓦西半径大小与质量成正比，因此任何黑洞的临界逃逸速度都是光速。

所以，当任何物体龟缩进自己质量的史瓦西半径里面时，就会变成一个万能吸尘器，把坠入其中的一切化为己有，连光也不例外。

光速是我们世界认知最快的速度，连光速都不能逃脱黑洞史瓦西半径范围，还有什么物质能够逃脱呢？所以黑洞可以吞噬一切。

因此无论比黑洞质量大还是质量小的恒星，无论是r136a1还是盾牌座uy，只要落入了黑洞的引力范围，都逃脱不了被吞噬命运。

这就是光不能从黑洞中逃脱，而比黑洞质量大很多的恒星在黑洞面前，也只有被黑洞吞噬的命运的原因。

人类对黑洞的认识还不多，相信随着科学发现研究的继续深入，人类对黑洞会有更多的了解。

就是这样，欢迎讨论。

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