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1 # 國科大蘇湛
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2 # 火星一號
要知道就連整個星系的質量都是有限的,更何況是星系其中的黑洞呢?雖然黑洞是宇宙中一種十分特殊的天體,但它們的前身其實是恆星,只不過這些恆星的質量比較大,都是超過太陽質量20倍。在目前已經發現的恆星中,質量最高大約為太陽的315倍。當這些大質量恆星死亡時,核心區域將會急劇坍縮成一個奇點,使得光無法在這樣極度彎曲的時空中逃逸出去,這樣的天體就被稱作黑洞。理論上,奇點的尺寸無限小,所以它的密度會是無限大,但質量是有限的,等同於前身恆星的核心質量。
另一方面,黑洞的平均密度是有限的,與質量有關,並且隨著質量的增加而減小。根據定義,黑洞表面的逃逸速度剛好為光速,從表面到奇點的距離就被稱作史瓦西半徑,所以我們可以列出如下的關係式:
GMm/r=1/2mc^2
即r=2GM/c^2
其中r是史瓦西半徑,G是萬有引力常數,M是黑洞質量,c是光速。
另一方面,黑洞的體積為:
V=4/3πr^3
所以黑洞的平均密度為:
ρ=M/V=3c^6/(32πG^3M^2)
可以看到,在黑洞的平均密度公式中,自變數只有黑洞的質量,黑洞的平均密度隨著質量的增加而逐漸減小。具體而言,由於黑洞的平均密度與質量的平方成反比,所以隨著質量增加,密度將會快速減小。這可能有悖於我們的常識,但公式告訴我們確實如此。因此,宇宙中平均密度最大的天體應該是質量最低的黑洞或者質量最高的中子星,大約在3倍太陽質量左右,目前我們還未發現這樣的天體。但不管怎樣,這些天體的平均密度都是有限的。
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3 # 男人當自強198574004
黑洞是星系大腦不是星體,它的質量很大己達極限,但不是無限,它是有限的,密度極高,也達到極限。把人放大到星系一樣大,人就是星系,大腦就是黑洞,精髓就像中子星、白矮星……,食物和血液中營養物質就是彗星、隕石,人類太微小了,大腦無法進化成黑洞,只能進化一層灰質層,人如果有太陽系這麼大,人大腦肯定能進化成小黑洞,那人的意識也進化成了神識,能力也達到無法理解的高度,已不需要科學技術、科學創造,就靠自身能力……。
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有限質量,平均密度也有限。而且越大的黑洞,平均密度越小。但視界內部的質量分佈是不均勻的。粗略地說,接近奇點的地方密度接近無限大,而視界附近是準真空