黑洞有体积吗?如果有,是怎么算出来的?黑洞以它强大的引力,朝里面吸收东西.这么多的东西,黑洞装得下吗?难道黑洞是无限大的?我想,应该有体积吧?

Question

黑洞有体积吗?如果有,是怎么算出来的?
黑洞以它强大的引力,朝里面吸收东西.这么多的东西,黑洞装得下吗?难道黑洞是无限大的?我想,应该有体积吧?

Answer 1

首先,给黑洞个定义：黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后,所剩余的东西就成了黑洞.它的基本特徵是有一个封闭的视界,这视界就是黑洞的边界,一切外来的物质和辐射可以进入这视界以内,但视界内任何物质都不能从里面跑出来.我们可用一句”有入无出”来形容它.然后,看它是怎么产生的：当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后,残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞（若中子星有伴星,而中子星吸收足够伴星的物质,也能演化成黑洞).在黑洞内,没有任何向外力能维持与重力平衡,因此,核心会一直塌缩下去,形成黑洞.
当物质掉进了事界,纵使以光速计算,也不能再走出来.
爱因斯坦以几何角度把黑洞解释为空间扭曲的洞,物质随空间而行,如果空间本身就是洞,是没有物质可逃出的.黑洞分为四种：恒星演化出来的黑洞、原始黑洞、重量级黑洞和研究中的中量级黑洞.黑洞也有界限?
当一个黑洞形成后,所有物质都会向中心塌缩成一个非常细小的质点,称为奇点,黑洞的表面层称为「事件穹界」.
而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径.任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去,它的逃离速度便要大於光速.
但根据狭义相对论,光速是速度的极限,因此,一切物质到了事件穹界便扯向中心的奇点,永不能逃出来.黑洞是看不见的吗?
黑洞是个因为重力太强以致连速度最快的光也无法脱离的天体.黑洞周围的时空也受到重力的影响而扭曲,产生了一个"事地平面",任何物质只要被它吞噬就再也逃脱不出这范围,它的半径称为"重力半径".由於连光也无法脱离,所以无法看到事象平面之内侧.
人类对一直只是存在於理论范畴内的黑洞,已透过哈勃太空望远镜,有了进一步的证据.於仙女座大星系M31附近的M32发现了一个质量大於太阳三百万倍的黑洞.M32是在我们的银河系附近,距离地球2.3百万光年的星系.它是人类所知密度最高的星系,於直径只有一千光年的范围内（我们的银行河系直径约十万光年）,包含了四百万颗星,中心和密度是我们的银河系100个一百万倍左右.假设你生活於M32中心的行星上,你会见到一个密布星光的夜光,光度比一百倍满月还要亮.科学家是由星星於该星系的活动,及其中心密度而推测的.此星系内之星星移动速度较其它一般星系每秒快了100公里.
由於黑洞不能发出光线,体积又非常细小,所以是不可能用天文望远镜规测得到地的.但根据理论,如果一对双星中的伴星是黑洞,那麼主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环.由於吸积环的物质互相摩刷而引起高温,因而辐射X光线.於是,黑洞搜索者就将重点於X射线密近双星上.