黑洞史瓦西半径怎么求,史瓦西半径推算黑洞实际体积

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-04-03 07:08:26

事实上,科学家们是从逃逸速度的公式衍生出史瓦西半径的计算方法,简而言之,当一个具有特定质量的物体被压缩到了这个半径值以内,那么,任何已知的作用力都无法阻止这个物体被压缩成黑洞。当黑洞的逃逸速度大于目标物体的移动速度,那么,无法逃脱引力束缚的物体就会被黑洞吸入,而导致其不能再回到星际空间之中。

科学家们通过万有引力公式、牛顿第二定律得出天体表面的重力势能,再由物体的动能、物体逃脱天体的引力得出半径的临界值。简单来说,天体的史瓦西半径值,其实就是当逃逸速度等于光速的时候所计算出的半径值。我们可以从史瓦西半径了解到,任何一个半径小于史瓦西半径、且有重力属性的天体,其最终的命运都是坍塌成为一个黑洞,时空曲率让其将所有靠近的物质都吸入该天体的中心。

黑洞史瓦西半径怎么求,史瓦西半径推算黑洞实际体积(5)

如何计算恒星型黑洞的史瓦西半径值

很多时候,人们会习惯性地将黑洞比喻为宇宙中的真空吸尘器,但是这样的描述方式并不正确。比如,倘若我们的太阳这颗普通的恒星,变成了质量相同的黑洞,也不会对地球围绕太阳运行的轨道产生太大影响。星体类型变化所导致的直接性后果,便是地球上的温度会发生巨大变化,因为,这颗星球不会再受到太阳电磁风暴和太阳风的影响。当然,此时可能有人要担心地球会不会被吸入黑洞之中。

黑洞史瓦西半径怎么求,史瓦西半径推算黑洞实际体积(6)

虽然,即使是光速也不能从黑洞中逃逸,但事实上,地球必须在所谓的史瓦西半径(Schwarzschild半径)内穿过,才能够被黑洞吸入其中。而所谓的史瓦西半径则需要通过逃逸速度的公式来进行计算。而这个计算的过程也比较简单,首先,我们会用到逃逸速度的公式,对于光子或无质量物体而言,接下来我们可以将c(光速)代入V esc,然后计算得出目标恒星型黑洞的Schwarzschild半径R值为多少。

v esc =(2GM / R)1/2

R = 2GM / c 2

为了大家可以对这个公式有更具象的理解,我们可以用自己所在的太阳系来举例。比如,当一个质量与太阳相等的黑洞,替换了我们星系中太阳的存在。那么,具有70公里半径的黑洞,其史瓦西半径值则为3公里。简而言之,当地球和这个太阳质量相同的黑洞距离保持在3公里以内的时候,便会被这个太阳系中心的黑洞吸入其中。也就是说,只有在这个距离值之外,才能让这颗星球上的所有生物免于灾难,所以,地球现在处于的位置,并没有被黑洞吞噬的风险。

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