黑洞的由来？宇宙的真相？宇宙本身就是黑洞？

为什么现在网上有种说法——宇宙本身就是一个黑洞，我们都生活在黑洞里。

首先声明，这个貌似耸人听闻的说法有一定的依据，是计算推导出来的，的确存在一定可能性。其次，关于黑洞是桥、黑洞连接白洞，这些才纯粹是由电影YY出来的。

先说说宇宙中的大型重型天体吧

现在宇宙中已知最大的天体是什么？盾牌座UY？这个货大到什么程度？盾牌座UY的体积是太阳的45亿倍，而太阳又是地球的130万倍。这个数字你们有概念吗？我属于脑补能力强的人，但这个我脑补都补不出来。

这货虽然个头大，但质量并不是很重。它的质量只有太阳的7-10倍。你要说质量最大的天体，目前质量第一、第二的恒星分别是大麦哲伦星系中剑鱼座30星云里的BAT99-98和同星系中蜘蛛星云里的蓝超巨星R136a1，两者质量都超过了太阳的200多倍，也不是大得离谱。

不过，不管是盾牌座UY，还是蓝超巨星R136a1，都只是恒星。还有种天体仍未算进来，那就是今天要聊的主角——黑洞。算上黑洞的话，上面那些天体都不够塞牙缝的。黑洞：“不是，不要误会，我不是针对你，我是说在座的各位，都是垃圾。”

就拿黑洞ton618，这货体积是盾牌座UY的450万倍，质量是太阳的660亿倍。这当然是个不折不扣的超级巨兽。但他在宇宙老大的位置上坐了没几年，我们就又发现了一个更恐怖的存在。新老大的名号叫SDSSJ140821.67+025733.2。这名起得太难记了，下面为了方便，叫就他001号。这个001号的质量达到惊人的1960亿个太阳质量，能抵三个ton618。001号得亏是离我们远呐（35亿光年），要是放银河系里面，整个银河系一嗦嘞就全没了。但我们也相信，以后还会发现更多更大的黑洞。

这时隔壁老王就急了说，就算照你这么说，这宇宙是一个黑洞的说法也可信度不高啊。唉，咱们就来看看这个黑洞到底是怎么回事？又是如何形成的？然后就知道这个说法是如何得到的了。

黑洞到底是怎么回事？又是如何形成的？

黑洞究竟是什么玩意儿？

其实就是一颗恒星，老了一蹬腿，嗝屁了，剩下的那个尸首就会形成黑洞。

黑洞是如何形成的？

以我们的太阳为例。太阳现在一天天还是准时打卡上下班，那是因为我们赶上他正常的时候了。他和所有的恒星都一样，本质就是一个核聚变反应堆，都会有老的那一天。

Step1：目前的正常状态

太阳庞大的质量产生巨大的引力，把物质往中心挤压，所以在中心产生了极度高温高压的条件。在这种条件下，里边的氢元素会发生核聚变反应。但核聚变劲也不小啊，产生往外的力，当自身引力和往外的力动态平衡了，就是现在相对稳定的太阳，燃烧自己为我们太阳系发光发热。

Step2：垂垂老矣，开始一次坍缩

谁家的氢也不是大风刮来的，总有烧完的一天。目前太阳已经烧了50亿年了，顶多再烧个50亿年。当烧到最后那几亿年的时候，太阳也老了，中心的氢烧得差不多了，核聚变反应减弱，于是往外膨胀的力就减弱了，但即使减去燃烧掉的氢的质量，其剩余质量形成的引力依然远大于膨胀的力，于是太阳开始坍缩。

Step3：回光返照，膨胀成红巨星

因为上一步的坍缩，一是中心高温高压更加剧烈，二是为中心的核聚变反应带来了外壳的氢，使得核聚变反应反而更加剧烈。直到引力扛不住往外膨胀的力，太阳会膨胀上亿倍，变成一颗红巨星。然而，这也只是他垂死前的回光返照。

Step4：氢变少，开始二次坍缩，形成白矮星

外壳带来的氢毕竟不多，消耗一部分后，引力又会超出了往外膨胀的力，太阳开始二次坍缩。

当原子间的空隙被巨大的引力强行压缩时，原子间的电磁力再也抵抗不住引力了（原子因为电磁力，平常彼此保持一定距离，原子电磁力平衡的宏观表现为物体的体积和硬度）。这会把原子挤到一起，这时候就会出现一个比电磁力大得多的斥力，也就是简并压力（泡利不相容原理导致微观粒子间的斥力），在太阳嗝屁后支撑住引力，产生平衡形成一颗白矮星。由此可见，白矮星内部的原子被挤得敦敦的，所以密度就大得吓人，一立方厘米就有一顿重。

Step5：如果引力过大，开始三次坍缩，形成中子星

然而，电子简并压再大也是有限的。当引力大于1.4个太阳质量产生的引力时，也就是达到钱德拉塞卡极限的时候，电子简并压就扛不住了，太阳会继续坍缩。

继续挤，往死了挤。直到带负电的电子和带正点的质子就会捏合到一起变成中子。这下好了，就等全合成中子后，就成了一颗中子星。因此中子星的密度更为恐怖，1立方厘米有1亿-10亿吨。

Step6：如果引力还是大，开始四次坍缩，形成黑洞

坍缩成中子星就到头了吗？并不是，中子间的简并压力虽然要比电子简并压力大得多，但也有极限，最大不能超过3个太阳质量产生的引力。如果此时引力依然大于3个太阳质量引力时，即引力到达了奥本海默极限。中子简并压力也支撑不住，中子星会继续坍缩。这一次坍缩就彻底玩完了，再也没有任何一种力可以阻挡引力了，再也不可能出现平衡了。他会无限坍缩成一个奇点，也就成了黑洞。

到此，黑洞的由来已经说明白了，下面可以谈谈黑洞特点，以及网络上那个说法是从何而来了。

黑洞特点，为何有人认为宇宙本身是黑洞

黑洞特点：

黑洞的超大引力会让自身的逃逸速度超过光速，就是不管什么东西，只要你进去就再也别想逃出来了，连光都不行。

我们把黑洞不可逃逸的界限称为这个黑洞的事件视界，宏观上来看就是黑洞的洞口；把事件视界的范围称为这个黑洞的史瓦西半径范围。在洞口外，所有物体发生的事件都可以看见，一旦进入洞口就什么也看不见了。

黑洞生前的质量越大，他的史瓦西半径就越大。

为何有人认为宇宙本身是黑洞

网上那个宇宙本身是黑洞的说法的由来——科学家通过目前已知宇宙半径（465亿光年）和其临界密度（1立方厘米为5×10^-30g）估算出宇宙质量大约是10的53次方千克，再根据此质量算出宇宙的史瓦西半径，要远远大于已知宇宙半径。并且即使按全宇宙极限半径（目前预估11万亿光年）来算，结果也一样。因此有部分人认为整个宇宙也许就是一个黑洞，我们就生活在黑洞中。

一个衍生玩笑

经过计算，当前质量的地球的史瓦西半径是9毫米，所以理论上半径达到6371km的地球是不可能坍缩成黑洞的。

但如果，我是说如果，如果你有大胆的想法，想让地球坍缩成黑洞。

你首先得手劲大，然后你一较劲就要把地球压成半径9毫米的球体。这样的话，地球的引力就会突破电子简并压和中子简并压形成平衡，变成中子星。此时你再稍微一使力，他就继续坍缩成黑洞了。这个黑洞的引力就和地球引力一样，其事件视界大概一块钱硬币大小。如果你还在，你应该会受到和你原来体重一样的力，而且只要你一碰到这一块钱大小的洞，就会嗖一下子掉进这个洞里。

史瓦西半径（Schwarzschild radius）的公式，是从物体逃逸速度的公式衍生而来的。如果特定质量的物质被压缩到该半径值之内，将没有任何已知类型的力可以阻止该物质在自身引力的条件下将自己压缩成一个黑洞。

假设物体逃逸速度为光速，设定v为天体的逃逸速度，G为万有引力常数，M为天体质量，R为天体质心与被吸引物体质心的距离。史瓦西半径公式推导如下：

图中公式推导只是主干

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