黑洞的密度有上限吗?

发布网友发布时间：2023-04-04 13:31

共4个回答

热心网友时间：2024-06-11 23:37

肯定有上限。因为没用上限，奇点就会永恒在压缩过程中，而永恒就意味着奇点没有爆炸的机会，就不会产生宇宙源于奇点大爆炸这一理论的假想。或者说任何渐变，也就是任何量变都会产生质变。这种质变就会使任何量变都有上限，都会到时候产生质变。黑洞的密度也跳不出量变、质变、---这个怪圈，所以肯定有上限。

热心网友时间：2024-06-11 23:38

按现在研究，黑洞质量有大有小，但其内部情况我们一无所知，因为视界的存在，黑洞内部光线无法传出，有人推测黑洞是个奇点，即体积无限小，这样的结果就会得出密度无限大结论，有点难以接受...

追问是吖如果黑洞一定有奇点那么就认为天体逃逸速度达到光速必然已经坍缩一天体如果坍缩它的逃逸速度不一定达到光速但因为它的坍缩会使自身达到进史瓦西半径进而使逃逸速度超过光速或者当一天体逃逸速度达到光速时就刚好自身也达到史瓦西半径坍缩

热心网友时间：2024-06-11 23:38

根据目前的黑洞理论，所有落入黑洞视界的物质，都会继续坠入奇点之内，这就意味着，真正的黑洞，实际是在奇点之内，那么黑洞密度无限大这一说法就可以成立。追问奇点的物质是什么状态的？它们的组成成分是什么？

热心网友时间：2024-06-11 23:39

黑洞的密度没有极限，因为黑洞奇点的密度是无限大，所以通常我们说黑洞密度都是指黑洞视界的密度！

计算方法

所谓黑洞视界这里我就不做过多阐述了。我们知道越大型的黑洞其视界也越大，所以用视界来计算黑洞密度，得到的结果就会很小。

如果要算黑洞视界的密度，那么我们必须首先知道视界的半径！

这里我们采用经典力学的方法就可以，我们都知道不管什么天体都会有一个逃逸速度，所以视界的逃逸速度就是光速！我们假设一个物体的初速度是光速！那么所以该物体的总能量（动能+势能）都是等于0的：

1/2mv^2=GMm/r（引力势能） (1)

所以我们可以得到速度关于半径的关系：r=2GM/v^2（2）又因为我们本身的速度是光速c直接代入即：r=2GM/c^2 (3)

那么接下来我们就可以计算不同质量黑洞的视界半径了，如果我们把地球压缩成一个黑洞：

r=2*6.67*10^-11*6*10^24/9*10^16=8*10^-3米也就是8毫米！！地球质量压缩到八毫米的范围，这个密度大约是：4.19*10^33kg/m^3相当大的数字！

如果我们再用银河系中心黑洞质量来算，质量大约为8.2*10^32kg，所以代入得到视界半径约为：1.2*10^10米，所以其密度为：

ρ=8.2*10^32/（3/4*1.2^3*10^30*π）=1.16*10^6kg/m^3

大约是水的1160倍，而更大的仙女座星系中心的黑洞拥有上亿太阳质量，它的密度和水差不多。

所以我们可以发现黑洞越大，它的密度就越小！这是由于因为史瓦西半径和黑洞的质量成正比，而体积和史瓦西半径的立方成正比。

当然这只是用牛顿力学来描述逃逸速度，是不太规范的。但这样可以更方便理解！如果用相对论去计算过程就过于复杂，不适合作为科普知识！所以就不再叙述了追问奇点的物质是什么状态的？它们的组成成分是什么？