黑洞三問(20分)

1. 不錯，黑洞的所有質量會聚集在一個奇點，所以它的直徑大小是零。（但是根據量子理論，物質大小不可以是零，所以黑洞的巨大質量會擠在量子理論所容許的一個極小的空間裏。現時還沒有很好的理論去整合廣義相對論及量子理論在這方面描述，不竟理論上史瓦半徑之內的事物是沒可能被觀察到，所以任何有關這奇點的理論都沒可能得到直接的驗證。）

所有物質進入了黑洞的史瓦半徑便不能再逃出黑洞的重力，只會被它吸進奇點那裏。所以，史瓦半徑是一個很好的指標去描述黑洞的重力影響的範圍，不過，物質在黑洞的史瓦半徑以外當然還會受黑洞的重力所吸引，而且除非離開史瓦半徑很遠，黑洞的引力還是很大。

2. 黑洞可以跟其他星體形成一個雙星系統，黑洞與這伴星互相環繞著共同重心 (centre of mass) 公轉，如果伴星距離黑洞足夠遠及沒有能量損耗，它們能夠永遠保持相同狀況，但是由於伴星不會是 perfect rigid body，它亦有一定大小，所以在它不同位置的物質會受到黑洞不同的引力吸引（即是潮汐力 tidal force），以致伴星會變形及有能量損耗，漸漸有些物質能離開伴星的表面，伴星對它的引力減少，黑洞對它的引力增加，這些物質便在伴星及黑洞中間運行，造成「吸積盤」，由於「吸積盤」的物質還受著伴星的引力所牽引，而且物質仍有一定的公轉速度，所以不會一下子便被吸進黑洞中，而是慢慢掉進黑洞中。

3. 在物質的不同位置，會因為跟重力源的距離不同而受到不同引力 ( F = GMm / r2)，「潮汐力」便是指因為這些引力的差別而對物質所產生的拉力。

例如：地球表面的海水，由於不同地方的海水與地心的距離大致相同，所以受到大致相同地球的引力，但是朝著月球那邊的海水比背著月球那邊的海水受著更大的月球引力，潮汐便因此產生（其實，應當還要考慮月球與地球互相公轉的向心力）。

另一例子：一個人趟在地上，他身體每部份大致受到地球相同的引力，若他站起來時，他的腳比他的頭更近地心，所以他的腳會受到大的地球引力，從另一角度看，由於他的頭及腳受著不同的引力，他的身體會被這「潮汐力」拉長了！當然，在這例子中，這「潮汐力」是非常非常的小，幾乎不能被測度。但是在黑洞這強大的扭曲了的重力場，只要與黑洞的距離有小小差異，重力的大小便會有很大的分別，這「潮汐力」足以粉碎一切物質。