恒星再大也干不過最小黑洞，黑洞大小通吃，到底贏在哪里？

看過我文章的朋友，都知道了黑洞是宇宙中的頂級天體，通吃一切其他天體，再小的黑洞，也能吞掉最大的恒星；而再大的恒星遇到最小的黑洞，也一點辦法都沒有，只有被吃掉的命運。

雖然就這個問題我已經(jīng)作過不止一次的解釋，但還有很多朋友鬧不明白。大概是我的解釋太過理論化了吧，今天我們就更通俗地來探討一下這個問題，看看能不能把它說清楚。

宇宙中任何物質(zhì)都受萬有引力約束

萬有引力是牛頓最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，是人類對存在這個世界的四種基本力認知最早的一種力。牛頓創(chuàng)立的萬有引力，開始讓人類對宇宙天體運行有了科學理解。這種力存在于宇宙每個角落，只要有質(zhì)量存在，引力就會出現(xiàn)。

萬有引力公式為：F=GMm/r^2。這里的F表示引力大小，單位為N（牛頓）；G為引力常量，取值6.67*10^-11N·m^2 /kg^2；M和m是引力相互作用的兩個大小物體，單位kg（千克）；r為引力相互作用物體質(zhì)點之間的距離，單位m（米）。

這個公式說明，萬有引力的大小是與質(zhì)量成正比的，與距離平方成反比的。也就是說，質(zhì)量越大的物體，引力就越大；但隨著質(zhì)點之間距離拉大，引力衰減得很快，呈指數(shù)級衰減。

請各位注意，這里面最大的秘密就在距離，黑洞成功的秘訣就贏在表面到核心的距離上。

黑洞是表面距離中心質(zhì)點最近的天體

我們知道了萬有引力的性質(zhì)，就能夠理解為什么黑洞引力是非常極端，無限大的了。就是因為黑洞已經(jīng)被壓縮到很小很小，不管多大質(zhì)量的天體，只要變成黑洞，就會被壓縮成一個無限小的奇點，而在這個奇點周圍，形成一個與質(zhì)量成正比對稱的球狀空間，在這個空間里，時空曲率達到無限大，任何物質(zhì)多快逃逸速度無法逃脫，因為要求逃逸速度達到光速以上。

人們把這個球狀空間稱為史瓦西半徑，這是任何物體都具有的一個臨界點。之所以叫這個名稱，是因為這個理論是由德國天文學家卡爾·史瓦西創(chuàng)立的，是他根據(jù)愛因斯坦廣義相對論的場論，于1916年發(fā)現(xiàn)并得到的一個重力場精確解。

史瓦西半徑有多大呢？史瓦西給出了一個計算公式，表述為：R=2GM/C^2。這里的R代表史瓦西半徑大小，G為引力常量，M為物體質(zhì)量，C為光速。根據(jù)這個公式，就可以計算出小到一個原子，大到任何質(zhì)量天體的史瓦西半徑。

任何物體只要縮小到自己的史瓦西半徑里面，都會無可奈何地成為一個黑洞。因此史瓦西半徑是任何物體壓縮到頂點的最終結(jié)局，也就是說被壓縮到史瓦西半徑的物體，表面就是距離核心質(zhì)點最近的了，沒有之一。

按照史瓦西半徑公式計算太陽的史瓦西半徑，只有2952m，而地球的史瓦西半徑只有0.9厘米。想一想，現(xiàn)在的太陽和地球有多大？變成史瓦西版今后有多大？根據(jù)萬有引力定律，引力大小與距離平方成反比，表面引力有可比性嗎？

黑洞史瓦西半徑表面，就是那個能看見和不能看見的臨界點處，又叫黑洞事件視界，距離核心質(zhì)點的距離是所有天體里最近的，沒有任何天體可以這么近，因此不管其他天體質(zhì)量多大，都會被黑洞無限大引力所吞噬。

同質(zhì)量天體體積越小，表面引力越大

比如太陽質(zhì)量約2*10^30kg，半徑約70萬km，如果有一個和太陽質(zhì)量一樣的天體，但半徑只有35萬千米，那么后者表面引力就比太陽大多了，如果太陽靠近這個天體，就會被這個天體所吸積（就是會吸取太陽表面物質(zhì)）。

我們來計算一下這兩種天體的表面引力和逃逸速度。根據(jù)萬有引力定律，可計算出太陽表面引力約272N，比太陽半徑小一倍的天體表面引力為380N；根據(jù)逃逸速度公式v=√（2GM/R）計算，太陽表面逃逸速度約617km/s，而后者表面逃逸速度約873km/s。

白矮星是太陽質(zhì)量左右恒星死亡后留下的極端致密殘骸，體積只有地球大小，卻有0.5倍~1.4倍太陽質(zhì)量；中子星是大質(zhì)量恒星死亡后留下的更極端致密殘骸，只有10km左右半徑，卻有太陽1.44倍~3倍質(zhì)量；而一個3倍太陽質(zhì)量的黑洞，其史瓦西半徑只有不到9000米。

由此我們可以看出，這些天體一個比一個極端，就是因為它們的表面距離核心質(zhì)點越來越近，白矮星就可以吃掉任何恒星，而中子星可以吃掉白矮星，黑洞可以吃掉中子星。

這里要說明的是，白矮星和中子星都有質(zhì)量上限，它們吃飽了喝足了就會撐破自己肚子，繼續(xù)坍縮成更致密的天體，最終就是黑洞。

最小黑洞與最大恒星的較量

在宇宙中，已知最小的黑洞都在3倍太陽質(zhì)量以上，因此科學家現(xiàn)在的共識是，除了宇宙大爆炸初期，有一些很小的原初黑洞（至今沒有發(fā)現(xiàn)），現(xiàn)在恒星形成的黑洞最小都在太陽質(zhì)量3倍以上。

我們現(xiàn)在就用一顆3倍太陽質(zhì)量黑洞來與已知最大質(zhì)量恒星比較。原先以為最大質(zhì)量的恒星叫r136a1，其質(zhì)量為太陽的265倍，后來進一步研究認定其質(zhì)量只有太陽的215倍，有一顆恒星BAT99-98，質(zhì)量為太陽的226倍，這樣r136a1就只能屈居第二了。

老大老二這兩顆恒星都坐落在距離我們16萬光年的大麥哲倫星系中，但老大資料欠缺，沒找到半徑多大，因此這里就還是以r136a1來比較吧。r136a1半徑為太陽的39.2倍，也就是約274萬km。根據(jù)萬有引力公式計算，其表面引力約為696N；根據(jù)逃逸速度公式計算，其表面逃逸速度為312km/s。

而黑洞的表面（事件視界處）引力是質(zhì)量越小越極端，所有黑洞表面逃逸速度均為光速（約30萬km/s）。所以當r136a1表面靠近黑洞表面時，不管這個黑洞大小，它都無法逃脫被撕碎和吞噬吃掉的命運。

只有在r136a1全部質(zhì)量，都坍縮到自己的臨界點以內(nèi)，也就是r136a1半徑只有645km以內(nèi)時，才能與黑洞抗衡。當然，這個時候，它自己也成了黑洞，它們在一起就是黑吃黑的問題了。

黑洞之間的碰撞和融合驚天動地，會激發(fā)出宇宙頂級殺手~伽馬射線暴，氣化附近的一切。據(jù)說宇宙中90%以上的生命和文明，就是被伽馬射線暴定期或不定期清理掉了，以至于到現(xiàn)在人類還是孤零零的，沒有找到一個知音。

不知道我這樣是否說清楚了，大家還有什么疑問，歡迎評論留言探討。感謝網(wǎng)友們一直以來的支持關(guān)注和點贊，謝謝啦。

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