根據(jù)廣義相對(duì)論可以推導(dǎo)出，假如一個(gè)天體的自然半徑小于一個(gè)確定的數(shù)值，那么在她周圍空間中就會(huì)存在一個(gè)“事件視界”，在“事件視界”之內(nèi)，即使是光也無(wú)法逃離，這種奇異的天體就被稱為黑洞，而這個(gè)確定的數(shù)值就被稱為“史瓦西半徑”。
由此可見(jiàn)，黑洞不是“洞”，我們可以認(rèn)為在黑洞整體上是一個(gè)三維的球體空間，黑洞的體積就是這個(gè)球體空間的體積，而從理論上來(lái)講，如果將一個(gè)具有質(zhì)量的物體的自然半徑壓縮到小于其自身的史瓦西半徑，那么她就會(huì)成為黑洞（在質(zhì)量不變的情況下）。
史瓦西半徑的計(jì)算公式很簡(jiǎn)單，即_r _ 2Gm/c^2，其中G為引力常數(shù)（其值約為6.67 x 10^-11），m為物體質(zhì)量，c為光速常量，我們把地球的質(zhì)量（5.965 x 10^24千克）代入這個(gè)公式，就可以計(jì)算出地球的史瓦西半徑約為9毫米。
也就是說(shuō)，假如把地球壓縮成一個(gè)黑洞，那么這個(gè)黑洞的半徑僅有大約9毫米，可以看到，這種壓縮比例是相當(dāng)驚人的，那么問(wèn)題就來(lái)了，如果整個(gè)可觀測(cè)宇宙壓縮成一個(gè)黑洞，體積會(huì)有多大呢？
在過(guò)去的日子里，天文學(xué)家已經(jīng)根據(jù)觀測(cè)到的宇宙平均密度，計(jì)算出了可觀測(cè)宇宙的質(zhì)量大約為10^53千克，我們將這個(gè)數(shù)值代入上述公式，就可以計(jì)算出可觀測(cè)宇宙的史瓦西半徑約為1.48 x 10^26米。
估計(jì)大家對(duì)這個(gè)數(shù)字沒(méi)啥概念，我們不妨將其轉(zhuǎn)換成另一種長(zhǎng)度單位_光年，1光年就是光在真空中直線前進(jìn)1年所跨越的距離，也就是9460730472580000米，簡(jiǎn)單換算一下就可以得出，1.48 x 10^26米大約為156億光年。
所以我們的計(jì)算結(jié)果就是_如果將整個(gè)可觀測(cè)宇宙壓縮成一個(gè)黑洞，那么這個(gè)黑洞的體積就相當(dāng)于一個(gè)半徑為156億光年的球體的體積。
可以看到，這個(gè)計(jì)算結(jié)果令人意外，比我們想象中的要大得多，實(shí)際上，宇宙的年齡只有138億年，我們目前看到的最遠(yuǎn)天體發(fā)出的光線，其實(shí)是用了138億年的時(shí)間才來(lái)到地球，也就是說(shuō)，我們目前在宇宙中所能看到的極限距離也只有138億光年，比我們計(jì)算出的結(jié)果還要小18億光年。
值得一提的是，根據(jù)這個(gè)計(jì)算結(jié)果，我們還可以做出一個(gè)更加令人感到意外的推測(cè)。
所謂可觀測(cè)宇宙，是指我們目前在宇宙中能夠看到的最大范圍，這就意味著，可觀測(cè)宇宙的自然半徑就是我們目前在宇宙中所能看到的極限距離，也就是138億光年。看到這里可能有人會(huì)納悶了，可觀測(cè)宇宙的半徑不是465億光年嗎，怎么又變成138億光年了呢？
如上圖所示，其實(shí)“465億光年”這個(gè)數(shù)值是將宇宙的膨脹計(jì)算在內(nèi)的，簡(jiǎn)單來(lái)講就是，由于光速的限制，我們目前所看到的138億光年外的天體，其實(shí)是她138億年前的模樣，而現(xiàn)在的她已經(jīng)因?yàn)橛钪媾蛎浂艿骄嚯x我們465億光年的位置上了（如果她還存在的話）。
總而言之，根據(jù)我們得出的計(jì)算結(jié)果，整個(gè)可觀測(cè)宇宙的自然半徑是小于其自身的史瓦西半徑的，為什么會(huì)這樣呢？
其實(shí)從史瓦西半徑的計(jì)算公式就可以看出，史瓦西半徑與物體的質(zhì)量是正比例關(guān)系，而一個(gè)物體的自然半徑與她自身的質(zhì)量的立方根是正比例關(guān)系（假設(shè)物體的均質(zhì)的），因此當(dāng)物體的質(zhì)量達(dá)到一定程度的時(shí)候，她的史瓦西半徑就會(huì)超過(guò)自然半徑。
正如前文所言，如果一個(gè)物體的自然半徑小于其自身的史瓦西半徑，那么她就會(huì)成為黑洞，這就意味著，可觀測(cè)宇宙或許并不需要“壓縮成一個(gè)黑洞”，因?yàn)樗旧砭涂赡芫褪且粋€(gè)黑洞的內(nèi)部空間，換句話來(lái)講就是_我們可能生活在一個(gè)超級(jí)黑洞之中。
怎么樣？是不是覺(jué)得很是意外？實(shí)際上，這就是“黑洞宇宙模型”的理論基礎(chǔ)，該理論認(rèn)為，黑洞的內(nèi)部是一個(gè)完全封閉的空間，假如黑洞的體積足夠大，并且其內(nèi)部的物質(zhì)在總體上能夠均勻分布，那么廣義相對(duì)論就允許黑洞擁有穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而不至于坍塌。
由于整個(gè)可觀測(cè)宇宙的自然半徑小于其自身的史瓦西半徑，因此可以推測(cè)出，我們生活在一個(gè)擁有穩(wěn)定內(nèi)部結(jié)構(gòu)的超級(jí)黑洞之中，而這個(gè)超級(jí)黑洞在吸收了外部物質(zhì)之后，其自身的質(zhì)量也會(huì)增加，相應(yīng)的，她的體積也會(huì)增加，這就解釋為什么我們會(huì)看到宇宙在膨脹。
需要說(shuō)明的是，雖然“黑洞宇宙模型”在一定程度上能夠自圓其說(shuō)，但是因?yàn)檫@種觀點(diǎn)太過(guò)匪夷所思，并且也沒(méi)有令人信服的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)作為支撐，所以并沒(méi)有獲得科學(xué)界的普遍認(rèn)同。
好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見(jiàn)。
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