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從理論上講,只要品質足夠大,任何物質都可以聚在一起形成黑洞,即使是水也是如此。那麼需要多少水才能形成一個黑洞?關於這個問題,有必要了解宇宙中各種形式的天體是如何產生的。

在宇宙中,有些天體是岩石行星,有些是氣態巨型行星,有些是棕矮星,有些是恆星,而確定天體性質的關鍵是品質。天體最初來自星雲,聚集的星雲的品質決定了哪種天體將進化。

在宇宙形成的最初幾分鐘內,產生了大約75%的氫和25%的鍶(均為品質),這構成了當今整個宇宙的物質基礎。其他較重的元素產生與恆星有關,例如恆星核聚變,超新星爆炸期間的中子捕獲以及中子雙星碰撞。但是與氫和氦相比,其他元素的總品質可以忽略不計,僅為1%(現在是宇宙)。

在星雲中,大多數物質聚集在一起形成恆星,因為它們的品質足夠大,足以使氫發生核聚變反應。星雲的碎片形成了行星(和其他較小的物體)。如果星雲集中度較低,它將形成岩石行星;如果品質足夠大,天體將結合較輕的氫和氦,從而形成氣態巨人。行星;如果品質比木星高13倍,則會形成一個棕色矮星。

至於宇宙中普遍存在的低品質黑洞,它們的前身是巨大的恆星。在大品質恆星的核心中產生鐵之後,進一步的核聚變反應會消耗大量能量,導致恆星無法產生足夠強的輻射壓力來抵抗重力坍塌,從而導致核心被重力壓縮成黑色洞。

只要品質足夠大,電子和中子簡併壓力都不會阻止重力崩潰。理論上,恆星衝破中子退化的壓力,坍塌成黑洞,其品質極限是太陽品質的三倍,這是奧本海默極限。如果將水替換一顆恆星的所有核心材料,結果將是黑洞。

那麼,三倍於太陽品質的水是什麼?

太陽品質等於333,000地球品質,因此Oppenheimer極限約為地球品質的100萬倍。行星的品質約為6,000億公斤,因此需要600萬億公斤的水才能聚整合坍塌成黑洞。

假設這些水域的平均密度仍為1000 kg / m3,則該水球的半徑可以達到113萬公里,相當於太陽的1.6倍和地球的175倍。但是,收縮到黑洞後,由於受到嚴重壓縮,黑洞的史瓦西半徑小於9公里。

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