简介
史瓦西半径(Schwarzschild radius)是任何具重力的质量之临界半径,在天文学上,当一个天体的半径低于史瓦西半径时,便会成为黑洞。也就是说,史瓦西半径就是一个物体成为寻常黑洞时最大体积的半径。而黑洞表面至史瓦西半径的范围,称为“事件视界”,所有进入事件视界的物质,包括光线,均无法逃脱黑洞的引力。一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只有约9毫米。
半径公式
史瓦西半径(Schwarzschild radius)的公式,其实是从物件逃逸速度的公式衍生而来。该值的含义是,如果特定质量的物质被压缩到该半径值之内,会没有任何已知类型的力可以阻止该物质自身重力把自己压缩成一个奇点。
它将物件的逃逸速度设为光速,配合万有引力常数及天体质量,便能得出其史瓦西半径。
根据天体逃逸速度(V1)的计算公式计算天体的史瓦西半径。
V1=√(GM/R)
V1指天体的逃逸速度,G为万有引力常数,M为天体质量,R为天体重心与被吸引物体重心的距离。物体无法超过一个天体的逃逸速度,就不能摆脱其束缚,会被该天体吸引,无法脱离轨道而逃逸。
推导过程:
由V1=√(GM/R)
得知r越小则V1越大
当V1大于等于Vc的时候(Vc为光速),光也无法逃离该天体的引力,此时即使是光,也只能进,不能出。
天体的史瓦西半径即为逃逸速度等于光速时候所得出的R的值。所以Rs=GM/Vc^2(Rs为天体的史瓦西半径)
最后总结一下公式:
Rs=GM/Vc^2
Rs为天体的史瓦西半径,G为万有引力常数,M为天体的质量,Vc为光速。
文字版:天体的史瓦西半径等于万有引力常数乘以天体质量再除以光速的平方
果说史瓦西黑洞是时空中的引力深阱的话,克尔黑洞就是时空中无底的引力漩涡.虽然视界仍为一个球形,但在其外围还有一个旋转的扁球状的能层(这个名字是物理学家惠勒起的).能层与视界只在旋转轴处(就是视界的两极处)相切.所以它的整体形状像一个压偏的球体,短轴就是它的旋转轴。
由来
史瓦西半径是卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild、也有翻译做卡尔·史瓦兹旭尔得)于1915年针对广义相对论方程关于球状物质分布的解,此解的一个结果是可能存在黑洞。他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。根据爱因斯坦的广义相对论,黑洞是可以预测的。他们发生于史瓦西度量。
这是由卡尔·史瓦西于1915年发现的爱因斯坦方程的最简单解。根据史瓦西半径,如果一个重力天体的半径小于史瓦西半径,天体将会发生坍塌。在这个半径以下的天体,其间的时空弯曲得如此厉害,以至于其发射的所有射线,无论是来自什么方向的,都将被吸引入这个天体的中心。因为相对论指出任何物质都不可能超越光速,在史瓦西半径以下的天体的任何物质——包括重力天体的组成物质——都将塌陷于中心部分。
一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点(gravitational singularity)。由于在史瓦西半径内连光线都不能逃出黑洞,所以一个典型的黑洞是“黑”的。小于其史瓦西半径的物体被称为黑洞(亦称史瓦西黑洞)。在不自转的黑洞上,史瓦西半径所形成的球面组成一个视界。(自转的黑洞的情况稍许不同。)光和粒子均无法逃离这个球面。银河中心的超大质量黑洞的史瓦西半径约为780万千米。一个平均密度等于临界密度的球体的史瓦西半径等于我们的可观察宇宙的半径。



















