高密度天体质量越大,体积越小,这里面蕴含着什么规律 (奥本海默极限和史瓦西半径)
高密度天体质量越大,体积越小,这里面蕴含着什么规律 (奥本海默极限和史瓦西半径)
其实其中的道理并不复杂，说穿了很简单，就是万有引力在里面起作用。 因为质量越大的天体，引力越大，形成的重力向心压力就越大，物质就会被压缩得更紧密，这样体积相对质量就会更小了。尤其是白矮星、中子星、黑洞等高致密天体，表现得更为显著。
1、虽然液体和固体非常难以压缩，但其实组成物质的原子非常空旷，原子中超过99%都是空的。但由于电磁力的存在，阻止了原子被压缩成又小又密的状态。如果把人的原子内空间都去掉，人会被压缩到15微米。
2、宇宙里有这样的物质吗？还真有，中子星就满足这个定义。中子星的主要构造中子的来源，就是原子核内部挤压，把电子和质子相结合，从而产生了中子，让中子星变成了宇宙里密度最高的天体。中子星在没有外界刺激的环境下，会随着时间的推移逐渐转化为黑洞。
3、有人异想天开，如果把宇宙所有原子的电子都压缩到原子核一起，不留空隙会有多大？这实际上就是把宇宙压缩成原子核密度。 这个问题看起来很复杂，但实际上很简单，因为在我们宇宙已经有这样的物质了，只要我们知道了宇宙的质量，掰一下指头就出来了。原子是一个虚胖子，某种意义上来说地球物质都是疏松的。
4、原子核的体积大约是原子体积的几千亿分之一，所以按照你说的去推测，最后得到物体的直径大约是0.01毫米的数量级上。也就是肉眼根本就看不见。
霍金辐射就只能呵呵了，这是以量子效应理论推测出的一种由黑洞散发出来的热辐射，物理学家史蒂芬霍金在1974年时提出了这个概念，2008年6月NASA发射了GLAST卫星，专门寻找蒸发的黑洞中射线的闪光，但到现在为止，霍金辐射依然没有被验证。
我们知道，任何物体无法从黑洞中逃脱，光也不例外。那么如何对黑洞进行成像？答案就是引力和X射线。黑洞像普通星体一样，都有很强的磁场，越接近黑洞的边界，磁场越强。当带电粒子穿过磁场时，就会被加速，随着磁场越来越强，黑洞中心会释放出越来越高的能量，这就是黑洞物质喷流。
黑洞周围的物质由于黑洞的强引力而高速旋转，有时接近光速。这种高速运动导致物质间的频繁碰撞，从而产生巨大的能量和辐射，包括可见光、X射线和γ射线。正是通过这些辐射，科学家们得以探测到黑洞的存在。 尽管如此，要直接拍摄黑洞本身是非常困难的。
其实不然。太阳变成黑洞之后，只是密度和体积发生了变化，但质量并没有改变。根据万有引力定律，引力的大小取决于质量和距离。因此，黑洞对地球的引力与太阳对地球的引力是一样的，这意味着地球还是会环绕黑洞旋转，而不是被黑洞吸进去，或者被黑洞的引力撕毁，其他天体亦是如此。
这个意思就是说，在太阳位置换成了一颗太阳一样质量的黑洞，地球距离这个黑洞和距离太阳一样远。先说答案：地球会黑暗寒冷，生命会终结。因为黑洞没有光，地球失去了光和热的辐射，就会变得异常寒冷和黑暗。没有了光照，就没有了光合作用，所有的植物都会死亡。
总结：如果太阳变成黑洞，地球上的生命将面临极端的温度下降和光合作用的停止，导致大多数生命形式无法存活。然而，地球深处可能仍然存在液态水，为某些生命形式提供生存的可能，尽管这样的环境将会非常严酷。
如果太阳变成黑洞，那么我们的地球将被吞进它的肚子，而且太阳系所有星体都不能幸免，这只是个时间问题。届时，我们将先被撕裂，然后变成极小的粒子被吸入已变成黑洞的太阳。不过，太阳很没可能变成黑洞，因为它的质量在恒星世界中算是很小的了，只有质量很大、体积又较小的恒星在其晚年才有可能变成黑洞。
以前是30倍太阳质量的超新星爆炸，坍塌成黑洞。现在估计因为奥本海默极限和实际有差距，中子星和黑洞之间又加了个理论上的夸克星的缘故吧。黑洞不黑并不是说黑洞还可以发光反光什么的。而是有霍金辐射。至于喷出的物质，并不是从黑洞里面喷出来的，而是吸积盘辐射。
并不是，约3倍太阳质量的极限是中子星与黑洞的界限，叫做奥本海默极限，奥本海默极限是稳定中子星的质量上限。
黑洞 黑洞的形成 当一颗质量相当大的星体的核能耗尽后（巨大的恒星：质量是太阳质量的八倍以上）死亡时，恒星的残骸可能会形成黑洞。而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸，没有辐射压力去抵抗重力，平衡态不再存在，这星体将全面塌缩，成为中子星。
这里简单叙述为，对于一个满足托尔曼-奥本海默-沃尔科夫方程的解，度规具有如下形式 其中 满足约束条件 当系统的状态方程（EOS，它建立了密度与压力的关系） 确定后，托尔曼-奥本海默-沃尔科夫方程能够完全决定这个球对称且各向同性的系统在引力平衡状态下的结构。
托尔曼（Richard C. Tolman）在1934年和1939年间分析了球对称度规 ，而这个方程的形式则是由奥本海默和沃尔科夫（George Volkoff）借助托尔曼的工作在他们1939年的论文《在巨大的中子核上》中推导出的。
托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限（TOV极限，也叫奥本海默-沃尔科夫极限）即是中子星的质量上限，类似于白矮星质量上限的钱德拉塞卡极限。如上节所述，奥本海默和沃尔科夫得到的中子星质量上限约为0.7倍太阳质量，这在今天看来应该是错误的，当今的结果在5至3倍太阳质量之间 。
