根據(jù)廣義相對論可以推導出，假如一個天體的自然半徑小于一個確定的數(shù)值，那么在她周圍空間中就會存在一個“事件視界”，在“事件視界”之內(nèi)，即使是光也無法逃離，這種奇異的天體就被稱為黑洞，而這個確定的數(shù)值就被稱為“史瓦西半徑”。
由此可見，黑洞不是“洞”，我們可以認為在黑洞整體上是一個三維的球體空間，黑洞的體積就是這個球體空間的體積，而從理論上來講，如果將一個具有質(zhì)量的物體的自然半徑壓縮到小于其自身的史瓦西半徑，那么她就會成為黑洞（在質(zhì)量不變的情況下）。
史瓦西半徑的計算公式很簡單，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）代入這個公式，就可以計算出地球的史瓦西半徑約為9毫米。
也就是說，假如把地球壓縮成一個黑洞，那么這個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驚人的，那么問題就來了，如果整個可觀測宇宙壓縮成一個黑洞，體積會有多大呢？
在過去的日子里，天文學家已經(jīng)根據(jù)觀測到的宇宙平均密度，計算出了可觀測宇宙的質(zhì)量大約為10^53千克，我們將這個數(shù)值代入上述公式，就可以計算出可觀測宇宙的史瓦西半徑約為1.48 x 10^26米。
估計大家對這個數(shù)字沒啥概念，我們不妨將其轉(zhuǎn)換成另一種長度單位_光年，1光年就是光在真空中直線前進1年所跨越的距離，也就是9460730472580000米，簡單換算一下就可以得出，1.48 x 10^26米大約為156億光年。
所以我們的計算結(jié)果就是_如果將整個可觀測宇宙壓縮成一個黑洞，那么這個黑洞的體積就相當于一個半徑為156億光年的球體的體積。
可以看到，這個計算結(jié)果令人意外，比我們想象中的要大得多，實際上，宇宙的年齡只有138億年，我們目前看到的最遠天體發(fā)出的光線，其實是用了138億年的時間才來到地球，也就是說，我們目前在宇宙中所能看到的極限距離也只有138億光年，比我們計算出的結(jié)果還要小18億光年。
值得一提的是，根據(jù)這個計算結(jié)果，我們還可以做出一個更加令人感到意外的推測。
所謂可觀測宇宙，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納悶了，可觀測宇宙的半徑不是465億光年嗎，怎么又變成138億光年了呢？
如上圖所示，其實“465億光年”這個數(shù)值是將宇宙的膨脹計算在內(nèi)的，簡單來講就是，由于光速的限制，我們目前所看到的138億光年外的天體，其實是她138億年前的模樣，而現(xiàn)在的她已經(jīng)因為宇宙膨脹而跑到距離我們465億光年的位置上了（如果她還存在的話）。
總而言之，根據(jù)我們得出的計算結(jié)果，整個可觀測宇宙的自然半徑是小于其自身的史瓦西半徑的，為什么會這樣呢？
其實從史瓦西半徑的計算公式就可以看出，史瓦西半徑與物體的質(zhì)量是正比例關系，而一個物體的自然半徑與她自身的質(zhì)量的立方根是正比例關系（假設物體的均質(zhì)的），因此當物體的質(zhì)量達到一定程度的時候，她的史瓦西半徑就會超過自然半徑。
正如前文所言，如果一個物體的自然半徑小于其自身的史瓦西半徑，那么她就會成為黑洞，這就意味著，可觀測宇宙或許并不需要“壓縮成一個黑洞”，因為她本身就可能就是一個黑洞的內(nèi)部空間，換句話來講就是_我們可能生活在一個超級黑洞之中。
怎么樣？是不是覺得很是意外？實際上，這就是“黑洞宇宙模型”的理論基礎，該理論認為，黑洞的內(nèi)部是一個完全封閉的空間，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。
由于整個可觀測宇宙的自然半徑小于其自身的史瓦西半徑，因此可以推測出，我們生活在一個擁有穩(wěn)定內(nèi)部結(jié)構(gòu)的超級黑洞之中，而這個超級黑洞在吸收了外部物質(zhì)之后，其自身的質(zhì)量也會增加，相應的，她的體積也會增加，這就解釋為什么我們會看到宇宙在膨脹。
需要說明的是，雖然“黑洞宇宙模型”在一定程度上能夠自圓其說，但是因為這種觀點太過匪夷所思，并且也沒有令人信服的觀測數(shù)據(jù)來作為支撐，所以并沒有獲得科學界的普遍認同。
好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關注我們，我們下次再見。
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