簡介
史瓦西半徑(Schwarzschild radius)是任何具重力的質量之臨界半徑,在天文學上,當一個天體的半徑低于史瓦西半徑時,便會成為黑洞。也就是說,史瓦西半徑就是一個物體成為尋常黑洞時最大體積的半徑。而黑洞表面至史瓦西半徑的範圍,稱為“事件視界”,所有進入事件視界的物質,包括光線,均無法逃脫黑洞的引力。一個物體的史瓦西半徑與其質量成正比。太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑隻有約9毫米。
半徑公式
史瓦西半徑(Schwarzschild radius)的公式,其實是從物件逃逸速度的公式衍生而來。該值的含義是,如果特定質量的物質被壓縮到該半徑值之内,會沒有任何已知類型的力可以阻止該物質自身重力把自己壓縮成一個奇點。
它将物件的逃逸速度設為光速,配合萬有引力常數及天體質量,便能得出其史瓦西半徑。
根據天體逃逸速度(V1)的計算公式計算天體的史瓦西半徑。
V1=√(GM/R)
V1指天體的逃逸速度,G為萬有引力常數,M為天體質量,R為天體重心與被吸引物體重心的距離。物體無法超過一個天體的逃逸速度,就不能擺脫其束縛,會被該天體吸引,無法脫離軌道而逃逸。
推導過程:
由V1=√(GM/R)
得知r越小則V1越大
當V1大于等于Vc的時候(Vc為光速),光也無法逃離該天體的引力,此時即使是光,也隻能進,不能出。
天體的史瓦西半徑即為逃逸速度等于光速時候所得出的R的值。所以Rs=GM/Vc^2(Rs為天體的史瓦西半徑)
最後總結一下公式:
Rs=GM/Vc^2
Rs為天體的史瓦西半徑,G為萬有引力常數,M為天體的質量,Vc為光速。
文字版:天體的史瓦西半徑等于萬有引力常數乘以天體質量再除以光速的平方
果說史瓦西黑洞是時空中的引力深阱的話,克爾黑洞就是時空中無底的引力漩渦.雖然視界仍為一個球形,但在其外圍還有一個旋轉的扁球狀的能層(這個名字是物理學家惠勒起的).能層與視界隻在旋轉軸處(就是視界的兩極處)相切.所以它的整體形狀像一個壓偏的球體,短軸就是它的旋轉軸。
由來
史瓦西半徑是卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild、也有翻譯做卡爾·史瓦茲旭爾得)于1915年針對廣義相對論方程關于球狀物質分布的解,此解的一個結果是可能存在黑洞。他發現這個半徑是一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精确解。根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞是可以預測的。他們發生于史瓦西度量。
這是由卡爾·史瓦西于1915年發現的愛因斯坦方程的最簡單解。根據史瓦西半徑,如果一個重力天體的半徑小于史瓦西半徑,天體将會發生坍塌。在這個半徑以下的天體,其間的時空彎曲得如此厲害,以至于其發射的所有射線,無論是來自什麼方向的,都将被吸引入這個天體的中心。因為相對論指出任何物質都不可能超越光速,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——都将塌陷于中心部分。
一個有理論上無限密度組成的點組成重力奇點(gravitational singularity)。由于在史瓦西半徑内連光線都不能逃出黑洞,所以一個典型的黑洞是“黑”的。小于其史瓦西半徑的物體被稱為黑洞(亦稱史瓦西黑洞)。在不自轉的黑洞上,史瓦西半徑所形成的球面組成一個視界。(自轉的黑洞的情況稍許不同。)光和粒子均無法逃離這個球面。銀河中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約為780萬千米。一個平均密度等于臨界密度的球體的史瓦西半徑等于我們的可觀察宇宙的半徑。



















