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黑洞

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第2單元:質量與半徑的關係

 


主要教學內容

第2單元:質量與半徑的關係

黑洞是一個特殊的地方,當這個地方被塞滿太多東西時,密度極高,萬有引力變得極強,如果連光也無法逃脫,黑洞就形成了。黑洞的大小就被定義為連光也無法逃脫的範圍。理論上,任何物質只要被壓縮到極致,就會產生上述效果,形成黑洞。雖然目前宇宙中沒有任何物理機制可以壓縮物質產生比太陽還要小的黑洞,但由於黑洞是萬有引力的產物,它們的大小可以無限制地大或小,沒有理論限制。黑洞的大小會隨著擠進多少質量而發生變化。如果你把地球壓縮得足夠小,會得到一個彈珠大小的黑洞,因為在大約一公分距離內,光再也無法逃脫。當你再壓縮更多質量,黑洞半徑就會更大。當你把太陽壓縮變成黑洞,光在距離中心點三公里以內都逃不出來,因此黑洞寬度約六公里。質量愈大,黑洞愈大。

 

表2-1列出了不同質量的黑洞的預測半徑。在宇宙中這些黑洞都尚未被觀測到過,它們的半徑是根據質量計算而來。這裡的質量是以地球質量為單位,2.0即表示質量為地球的2倍。

 

其他建議學習

更多學習資訊及問題解答,請參閱臺北市立天文科學教育館-自主學習「黑洞」專區相關連結

評量 Evaluation 1: 要把地球壓縮到多小,地球才會變成黑洞?



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