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《跟霍金一起看宇宙》第一集 黑洞質量為400萬個太陽質量,直徑1100萬英里(1760萬公里)(直徑大概太陽的12倍,體積則是太陽的1700倍) 太陽直徑1.392*10的6次方千米.密度1.4噸/立方米 這樣一算,這個黑洞的密度僅為太陽的2000多倍。一立方米才3000噸?而一勺子中子星質量都10億噸。 看到電視節目這裡,我不由得在這裡發問,黑洞的密度到底對不對?《跟霍金一起看宇宙》
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  • 1 # 火星一號

    已故的宇宙學家、物理學家霍金此前有研究過黑洞,所以他給出的黑洞資料是不會錯的,這點題主請放心,因為一些黑洞的平均密度確實沒有很多人想的那樣巨大。這個系列的紀錄片正好我也有,很多年前下過來看過。霍金本人是該紀錄片的編劇,這個系列還是很不錯的。題主說得這一集其實是《與霍金一起了解宇宙》裡面的第二集《時間旅行》,裡面講到利用銀心的超大質量黑洞進行時間旅行。霍金給出的這個黑洞資料是:質量為太陽的400萬倍,直徑為1500萬英里(見下面的截圖,題主看到的那個版本的字幕有問題,英文旁白裡說的確實是15 million,而不是11 million),相當於2400萬公里。

    由於太陽的直徑大約是140萬公里,那麼,銀心超大質量黑洞的直徑是太陽的17倍,則銀心黑洞的體積是太陽的5000倍,從而銀心黑洞的平均密度是太陽的800倍。太陽的平均密度為1.4噸/立方米,所以銀心黑洞的平均密度為1100噸/立方米。相比之下,中子星的平均密度至少有300萬億噸/立方米,這相當於銀心黑洞平均密度的3000億倍。到這裡,很多人就會困惑了,不是說中子星的質量達到奧本海默極限後才能被擠壓成黑洞,黑洞的密度應該要比中子星更高才對?

    事實上,如果是恆星級黑洞,那麼,它們的平均密度確實要比中子星高得多。但如果是擁有至少太陽幾十萬倍質量的超大質量黑洞,它們的平均密度反而並不高。黑洞以光速無法逃脫的空間區域作為範圍,這樣可以得到黑洞的半徑為:

    那麼,黑洞的平均密度為:

    在上式中,除了黑洞質量之外,其他均為常數,所以黑洞的平均密度隨著質量的增加反而在降低,而且是迅速降低,注意分母中的質量平方。對於那些質量高達太陽上百億倍的黑洞,它們的平均密度還沒有空氣高。但在黑洞的奇點中,那裡的密度是無窮大的,因為黑洞的質量都在那個體積無窮小的奇點中。

  • 2 # 孤猴78345271

    原創思想,霍金繼承的是愛因斯坦的衣缽,所以他必然會犯與愛氏同樣的錯誤,其一,他依據E=MC2,認為黑洞會`蒸發’,然而黑洞的質量根本就不能轉換為能量,所以LHC根據霍金的黑洞蒸發理論找尋黑洞以失敗而告終,既然黑洞可以轉變為能量,所以他的黑洞熵是正值,然而引力勢能的熵卻是負值,黑洞的正確名稱是質量奇點,所以不論質量奇點的質量大小如何,其質量密度皆是無窮大!又,霍金根據愛氏的廣相,認為宇宙奇點大爆炸前,沒有空間,沒有時間,更是荒謬絕倫,所以,雖然本人欽佩霍金逆境中奮鬥的一生,但學術上卻乏善可陳,沒有任何理論值得留下!

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