超大质量黑洞的密度为何比水的密度还要低？

Question

如题所述

Answer 1

根据哈勃望远镜的长期观测，宇宙所有星系中心都存在一个超大质量黑洞。我们所在的银河系的中心就存在一个超大质量的黑洞。

银河系中心黑洞的质量为太阳的400万倍，其史瓦西半径大约为1200万千米，距离地球大约2.6万光年，对维持银河系的结构起着至关重要的作用，当然还有暗物质的功劳。

这究竟有多大呢？太阳的半径大约70万千米，也就是说银河系中心黑洞的半径大约是太阳半径的18倍。

黑洞是一种引力极强的天体，主要由事件视界与奇点构成。主流的科学观点认为奇点是一个没有体积的点，相当于几何中的点，因此奇点并没有密度，或者说密度无限大。

黑洞的质量可能大部分都集中于奇点，这一点类似于原子，原子中99%的质量都集中于原子核。如果一个原子有地球那么大，那么原子核就相当于一座海拔100多米的小山，两者之间的尺寸相差上万倍。

黑洞拥有强大的引力，对时空造成了很大的弯曲，以至于连光也逃逸不出来。目前人类只能观察到黑洞表面的吸盘盘，视界之内的情况一无所知。视界内可能由极度弯曲的时空组成，所有掉入黑洞的物质都坠入奇点了，黑洞的视界范围内也许就是空空荡荡的，什么物质也没有。

以视界半径来算，黑洞也是有体积的。以史瓦西黑洞（即那种没有自转、不带电荷的黑洞，我们称之为史瓦西黑洞）的半径为例，我们来计算一下银河系中心黑洞的平均密度。

太阳的质量为2×10^30千克，那么银河系中心黑洞的质量大约为8x10^36千克。经过计算，银河系中心黑洞的体积大约为7.2x10^21立方千米。

那么银河系中心黑洞的平均密度为1.1x10^15千克/立方千米，即1.1x10^6千克/立方米。大约是水的密度的1100倍。

其实科学家们研究发现，黑洞的质量越大，其密度越低。M87星系中心的黑洞，大约距离地球5500万光年，它的质量大约是太阳的65亿倍，经过计算发现，该黑洞的平均密度甚至比水还要低。是不是感觉很匪夷所思，可事实就是如此。

黑洞的平均密度之所以会那么低，是因为黑洞大部分是由空间构成的，因此黑洞的平均密度低得惊人。黑洞的质量越大，其密度越低，这是由于球体（非旋转黑洞的视界）的体积是与半径的立方成正比，黑洞的质量和半径虽呈线性增长，但体积却成倍增长，因此随着黑洞的质量逐渐变大，密度就会越来越小，密度的变化率显然更快。

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Answer 2

因为黑洞的质量超大，平均一下所以密度就很低了。

Answer 3

有人说黑洞的密度比中子星还大，现在又有人说黑洞的密度比水还小，各有各的推测解说，因此我结合认为黑洞是没有物质的（电磁波和力场不算是物质，因为宇宙空间各个角落都有强弱不一的电碰波和引力）只是一个超级强大的旋转引力场和旋转电磁力场（光不是被黑洞吸收，而是黑洞没有物质，那么就无法发光，当然就是黑的）。黑洞是一个由周围天体，即将系内所有天体的引力中心（超级能量场、象超大的天然回旋加速器），因引力中心周围的物质高速绕黑洞运动，物质间就必然产生碰撞磨刷，同时产生超级强大的旋转电礠力，原子核被渐渐被击碎、撕裂，产生高能的质子、中子或更小的粒子射线流抛射向系外更远的空间，抛射出去的粒子终有一天（当然有些要经历数十亿年后或更长时间）会遇上和它相互作用的其他物质结合，形成新的星云物质，星云物质又经历漫长的时间回聚产生新的星系，宇宙天体就是这样方式循环变化，因为无限高的密变、无限小的体积、无限高温度的奇点我不想信存在，宇宙之所以有巨大的能量是因为物质间的作用力使物质产生运动所致，有多少物质，就有多大的能量（与物质的形态无关），为什么说能量守恒，其实就是是物质守恒，物质总质量不变，总能量就不变，只是性质（结构形态）、运动状态发生改变！

Answer 4

很简单，因为黑洞的视界半径正比于质量，而体积跟半径的立方成比例，当黑洞质量是2倍，体积增大就是8倍，显然体积的增长率高于质量的增长率，而密度正是质量/体积，当分母增长率大，显然质量越高密度反而越低，所以越巨大的黑洞密度反而越低

Answer 5

因为黑洞的本质其实就是巨大引力凝聚在一起的，而且也是依靠着引力而维持黑洞形态的，气体的密度肯定要比水的密度低很多。