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在視界之外,黑洞的引力範圍同一般星體,遵守距離反平方定律,理論上範圍達無限遠。
黑洞視界外的引力範圍依然適用引力方程,換句話說,就是和同等質量的天體,在一定範圍外表現一致,這個範圍是指同等質量天體的體積範圍。更通俗的說,如果有一個和太陽等質量的黑洞,現在把太陽替換掉,那麽對於太陽系的絕大部分行星、衛星、彗星的運行軌迹來說是沒有任何變化的。
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自然形成的黑洞,質量為太陽的3.2倍以上,即 6.4 x 10^27 噸以上。理論上存在的黑洞,任何質量都可能,但大小必須符合史瓦西半徑(Schwarzschild radius),例如地球若能被壓縮成半徑9mm的球體,則能成為黑洞。
黑洞是由大於太陽質量的3.2倍的天體發生引力坍塌後形成的(小於1.4個太陽質量的恆星,會變成白矮星)。天文學的觀測表明,在很多星系的中心,包括銀河系,都存在超過太陽質量上億倍的超大質量黑洞。
愛因斯坦的廣義相對論預測有黑洞解。其中最簡單的球對稱解為史瓦西度規。這是由卡爾·史瓦西於1915年發現的愛因斯坦方程的解。
根據史瓦西解,如果一個重力天體的半徑小於一個特定值,天體將會發生坍塌,這個半徑就叫做史瓦西半徑。在這個半徑以下的天體,其中的時空嚴重彎曲,從而使其發射的所有射線,無論是來自什麼方向的,都將被吸引入這個天體的中心。因為相對論指出在任何慣性座標中,物質的速率都不可能超越真空中的光速,在史瓦西半徑以下的天體的任何物質,包括重力天體的組成物質——都將塌陷於中心部分。一個有理論上無限密度組成的點組成重力奇點(gravitational singularity)。由於在史瓦西半徑內連光線都不能逃出黑洞,所以一個典型的黑洞確實是絕對「黑」的。
史瓦西半徑由下面式子給出:
圖片參考:
http://upload.wikimedia.org/math/a/3/4/a34ffcead3616ab04f0d758d79c8a9fb.png
G是萬有引力常數,M是天體的質量,c是光速。
參考資料:
http://wenwen.soso.com/z/q164231101.htm
http://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E9%BB%91%E6%B4%9E#.E5.B0.BA.E5.AF.B8.E5.92.8C.E8.B3.AA.E9.87.8F
2011-01-25 20:50:06 補充:
3.2倍太陽質量,是指已形成的黑洞所具備的質量,參宿四目前(地球的目前,不是該處的目前)是紅巨星,它將會進行超新星爆炸,爆炸會抛出大量物質,損失質量,剩下的核心部份只能變成白矮星。
目前銀河系內就應該有許多黑洞,對地球也有引力作用,只是引力太小,不足以將地球從太陽身邊拉走。