黑洞、引力波与宇宙学
史瓦西半径
史瓦西半径是不旋转黑洞事件视界的大小,由简洁的公式 r_s = 2 G M / c^2 给出。它只取决于质量 M:质量加倍,半径就加倍。它告诉你,必须把一个物体压缩到多小,它自身的引力才会把它封锁在视界之后,变成一个黑洞。
这些数字令人吃惊。对太阳来说,史瓦西半径只有约3公里,比许多城市还小,尽管太阳的直径超过一百万公里。对整个地球来说,它约为9毫米,相当于一颗葡萄那么大。没有什么力量逼迫普通物体坍缩到这种尺寸,但这个公式标出了一道门槛:一旦真的发生,黑洞就会诞生。
由于 r_s 与质量成正比增长,而普通物体的体积增长得快得多,超大质量黑洞反而出人意料地——按视界范围平均算——并不很致密。一个重得相当于星系中心巨兽的黑洞,其平均密度可以低于空气,尽管它的核心藏着一个奇点。这个半径只是划出了不归之线,并不代表物质堆得有多紧。
r_s = 2 G M / c^2 (Sun ≈ 3 km, Earth ≈ 9 mm)
视界半径完全由质量决定;把太阳压缩到3公里以下,它就会变成黑洞。
这个公式假设黑洞不旋转、不带电。真实天体黑洞会自转,这会使真正的视界比这个简单半径所暗示的更小、几何结构也更复杂。
又称
另见