1915年11月日，愛因斯坦完成了他的廣義相對論推導工作。而此時，第一次世界大戰的炮火還在繼續。一月以後，遠在俄國戰場的德軍戰壕裡面，一位在炮兵部隊服役的物理學家完成了他的一篇論文。

物理學家卡爾史瓦西

這位在德軍部隊服役物理學家的名字叫做卡爾史瓦西。史瓦西在論文中給出了愛因斯坦方程的精確解。他發現，如果某個天體的全部質量都壓縮到一個很小的引力半徑範圍內，那麼在這個範圍內的所有物質、能量甚至是光線都會被“囚禁”在內。這樣的話，從外面看這個天體就是絕對的黑暗。

想必看到這裡大家已經知道，史瓦西這篇論文中描述的天體是什麼了吧？沒錯，這就是宇宙中最為神秘的天體——黑洞（Black Hole）。黑洞裡面的物質是被高度壓縮的。它的體積極小，密度極大。它的引力可以強大到光都無法逃出去。因此我們是無法直接觀測到黑洞的。黑洞看不見但又真實存在，因此它對我們來講是非常神秘的。

黑洞和視界

黑洞存在一個介面叫做“視界”。我們可以透過物質再進入到“視界”以內之前產生的X射線和伽馬射線來感知黑洞的存在。當物質一旦進入到視界範圍內，即使光也無法逃脫掉。這個範圍的半徑值叫做史瓦西半徑。任何天體都有對應的史瓦西半徑。當天體的實際半徑小於史瓦西半徑時，它就會坍縮成為黑洞。

這樣就很有趣了。我們可以透過計算天體的史瓦西半徑，瞭解把一個天體壓縮到多大，它會變成一個黑洞。下面就是計算天體史瓦西半徑的公式。我們用它來計算一下太陽系中的八大行星被壓縮到什麼程度就會變成一個黑洞。

史瓦西半徑公式

我們先來計算下把地球壓縮成多大，它就會變成一個黑洞。其中公式中的Rs就是史瓦西半徑。G是萬有引力常數（即 6.67 × 10-11 N m2 / kg2）。M是天體的質量，地球的質量是5.965×10^24千克。c是光速，我們取3×10^8米。我們把這些數值代入公式就可以得出R≈0.009米，即9毫米。

地球變成黑洞

也就是說，我們把地球壓縮成一個半徑9毫米的小球時，它就坍縮成成一個黑洞。半徑9毫米也就是一個湯圓的大小啊。這是一件多麼不可思議的事情啊！半徑為6371公里的地球變成一個半徑為9毫米的小球，半徑足足被壓縮了7億倍，體積足足被壓縮了3.43×10^26倍。

那麼太陽系中其它行星的史瓦西半徑是多少呢？我們發現史瓦西半徑的大小和天體的質量成正比和光速的平方值成反比。光速是一個固定的數值。因此當我們計算出地球的史瓦西半徑後，再知道太陽系中其它的行星和地球質量的倍數關係，就可以算出它們的史瓦西半徑數值了。

太陽系八大行星

在太陽系的八大行星中，地球的質量大約是水星的18倍；金星質量的1.2倍；火星質量的9.3倍；木星質量的3‰，土星質量的1%，天王星質量的7%，海王星質量的6%。

因此，我們可以得知，水星的史瓦西半徑大約是0.5毫米。把水星壓縮成圓珠筆芯中的小鋼球后，它就變成一個黑洞了。金星的史瓦西半徑是7.5毫米，也就是一粒花生米的大小吧！火星是1毫米，如同芝麻大小。木星的史瓦西半徑大約是287釐米。看來木星不愧是行星之王。土星的史瓦西半徑大約是86釐米，天王星是13釐米，海王星是15.5釐米。

黑洞

上面就是太陽系八大行星的史瓦西半徑數值。也就是說我們把它們的半徑壓縮到這些數值時，它們就會變成一個黑洞。那麼太陽系中最大的天體太陽呢？太陽的史瓦西半徑半徑是2949米。

這裡我們值得注意的是，史瓦西半徑不是黑洞的實際半徑大小。當太陽半徑被壓縮到史瓦西半徑的時候，它就會坍縮成一個黑洞。它內部的物質就會無休止地壓縮下去，就連中子之間的排斥力也無法阻擋物質的坍縮。中子也會被壓縮成粉末。太陽最終會收縮成我們難以想象的小體積高密度的天體。

從黑洞中心到距離它2949米的史瓦西半徑介面以內的空間內，引力大的光都無法逃脫。而在黑洞之外的我們朝著那裡看過去那裡好像空蕩蕩的什麼也沒有。實際上那裡卻隱藏著能夠吞噬一切的可怕怪物。

事實上太陽和地球是不可能被壓縮成黑洞的，太陽這樣的恆星最也只能變成一顆白矮星。天體要想成為一顆神秘黑洞，要有足夠的本錢才行。這個本錢就是足夠大的質量。