比太阳质量大65亿倍的M87黑洞是个啥概念？

地理那些事

M87黑洞不仅仅质量惊人，视界半径更是达到了191亿公里，而从太阳到最远日点时的冥王星也才74亿公里，也就是说M87黑洞可以装下除奥尔特云以外的所有太阳系天体，人类上世纪70年代发射的旅行者系列探测器也只是几年前才飞出了太阳系日球层而已，要是再慢一点的话M87黑洞也能笼罩“旅行者们”

太阳占据了太阳系总质量的99.86%，剩下的0.14%属于太阳系所有的行星小行星和彗星，而在这0.14%里木星的质量又占到了一半以上，我们的地球只占太阳系总质量的0.000299714%，说地球是一粒沙子都是牵强了。

而一个M87黑洞质量就达到了太阳的65亿倍，也就等同于太阳系的65亿倍。这种星系中心的超大质量黑洞已经远远超过了人类想象力的极限，它的大小是人类很难在脑海里想象出来的。假如一个人无视黑洞引力而靠近M87黑洞的话，他会看见一堵占据整个视野的黑色巨型墙壁，它代表着全宇宙最黑的黑。

宇宙天体的震撼是现在的我们很难体会到的，只有等到几百上千年后，人类文明大规模探索宇宙时，宇宙的美和壮观才能被完美欣赏。

宇宙探索未解之迷

答：银河系中心的超大质量黑洞，只有太阳质量的400万倍；而M87星系的这个黑洞，质量是太阳的65亿倍，即便距离太阳5500万光年，对我们太阳的引力也高达6万亿牛顿。

把一个天体不断压缩，压缩到一定程度后就会变为黑洞，光无法逃离的区域叫做黑洞的视界范围，对应的静态黑洞半径称作史瓦西半径。

可以看到，史瓦西半径和黑洞的质量成正比，那么几个数据的对比如下：

（1）地球对应的史瓦西半径约9毫米；

（2）太阳对应的史瓦西半径约3公里；

（3）银河系中心的超大质量黑洞，对应的史瓦西半径约1200万公里；

（4）M87星系的这个黑洞，对应史瓦西半径达到了195亿公里；

这在人类所知的黑洞中，属于质量非常大的，其中M87星系黑洞的史瓦西半径是银河系黑洞的1600倍，距离相差2100倍。

在忽略宇宙膨胀效应的情况下，如果根据万有引力公式计算，M87星系中心的黑洞，对我们太阳的引力还高达6万亿牛顿，对地球引力大约为1800万牛顿。

如果把M87星系的黑洞放置在太阳位置，那么黑洞的视界将在柯伊伯带内，在1977年发射的旅行者一号，正好位于黑洞视界之外。

在黑洞照片中，黑洞视界大概就是中间的黑色区域，周围发光环是黑洞的吸积盘，准确地说是吸积盘的一部分，因为较远距离的吸积盘温度偏低无法拍摄到。

黑洞的吸积盘直径，一般是黑洞视界直径的3~5倍，照片中显影的吸积盘，大约只是黑洞视界的2倍。

在吸积盘内，物质受黑洞强大引力的影响，围绕着黑洞高速旋转，并产生极高的温度，然后发出可见光、X射线等等，才能被人类观测到；如果把吸积盘看做黑洞的范围，那么M87星系中心的黑洞，直径大约有1000～2000亿公里。

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M87黑洞是人类用事件视界望远镜拍摄到的第1个黑洞，该黑洞的照片已于2019年4月10日晚9:00发布供全人类欣赏，但是光看它的照片，我们并不能了解太多信息，照片上只能看到中间的黑色阴影部分和外围的火红的亮色部分，知道中间阴影部分是黑洞本体所在的位置，而外围的火红的亮色部分是它的吸积盘，还有些网友拿煤火炉子来和它对比，可以说很多朋友对它的大小一无所知。

M87星系中心黑洞的质量是太阳的64亿倍，这是一个什么概念？我们的地球就已经够大了吧！它的直径达到了12,756公里，质量高达60万亿亿吨，然而我们的太阳的质量是地球的33万倍，然而M87星系中心黑洞的质量又是太阳的64亿倍，可以想象它该有多么巨大？

可能朋友们对质量的概念不很敏感，那么我们不妨说一说照片中m87中心黑洞和其吸积盘的体积，从照片中判断，可以知道M87中心黑洞位于中间的阴影部分，结合这个黑洞的质量，通过史瓦西半径公式计算就知道这个黑洞的视界直径可达200亿公里，相当于太阳到海王星轨道距离的4倍多，可以说放下柯伊伯带内的整个太阳系都没有问题。再比如我们太阳的直径才不过139万公里，这个黑洞的直径已经相当于我们太阳直径的1万多倍，是我们地球到太阳距离的130多倍。

那么我们所看到的照片中阴影部分就是黑洞的本体吗？其实黑洞的本体没那么大，因为通常要超过黑洞本体直径三倍距离的地方，物质才可以被我们目睹，所以图片中那个阴影部分直径应该是中心黑洞直径的3倍左右，其长度或在500亿公里以上，所以光阴影部分就能并排放下几万个太阳，放下整个太阳系也是绰绰有余。

黑洞这体积就已经够大了，那么黑洞外面的吸积盘又有多大呢？单看照片就能发现，外围吸积盘的直径是中心阴影部分的3~5倍左右，那么吸积盘的直径就应该是1500~2500亿公里，不过照片中显示的是具有可见光部分的吸积盘，在它的外围，吸积盘中的物质是还没有热到发光的程度，所以即系d盘实际上比照片中的规模要更大。

科普大世界

比太阳质量大65亿倍的M87黑洞是个啥概念？

在公布第一张黑洞照片以前，M87*黑洞最引人注目的特征是其有一条长达数千光年的喷流，但今天几乎每个看过第一张黑洞照片发布会的朋友都非常熟悉几个数字：

一、距离地球5500万光年；

二、质量是太阳的65亿倍；

三、喷流角度与地球方向夹角17度；

四、上暗下明是因为多普勒频移所致；

但不知道各位有没有留意过，发布会现场解说，即黑洞的黑色部分区域的直径是黑洞真正事件视界的2.5倍，我们根据这个数据来计算下这个65亿倍太阳质量的黑洞是什么概念？

一、假如太阳坍缩成黑洞事件视界有多大？

参数都已经有了，我们只要知道太阳的质量即可：

m=1.9891*10^30千克

那么r=2*6.67*10^-11*1.9891*10^30/299792458^2=2952.4M

即：假如太阳质量的恒星坍缩成黑洞的话，其事件视界半径为2.9524KM

这个实在有点小，不过太阳也无法坍缩成黑洞，因为至少也要超过奥本海默极限(3.2倍的太阳质量)才能坍缩成黑洞！事件视界半径约：9.4476KM

但一般恒星型黑洞形成时质量约为太阳的3.8倍，因此初生的黑洞事件视界半径为：11.219KM！

二、M87*黑洞的事件视界有多大？

根据史瓦希黑洞史瓦希半径计算公式（史瓦希黑洞的史瓦希半径和事件视界的重合的）可知，黑洞的质量与事件视界的半径成正比，那么可知65亿倍太阳质量的M87*黑洞的视界半径为：

r=2.9524×65亿倍=191.906亿千米

这个半径也许不太有概念！那么我们放太阳系来比较下！

当年旅行者1号到达太阳系边缘时距离太阳大约是150亿千米，到去年11月为止旅行者大约在216亿公里以外！

简单的说旅行者将近四十几年的时间，才刚刚出M87*的视界！

三、M87*的吸积盘直径有多大？

我们先来计算下看起来像黑洞却不是真正黑洞视界的阴影区域直径，上文说了，阴影区的直径是黑洞事件视界的2.5倍，那么：

D=191.906×2.5×2=959.53亿千米

大约是88.85光时！

根据图示比例测算，吸积盘大约是4-4.5个阴影区域直径，那么约为：

D=959.53亿千米×4～4.5=3838.12亿千米～4317.885亿千米之间

也就是355.4～399.825光时之间！

太阳系日球层顶（传统太阳系范围）的直径大约是13.9光时×2=27.8光时

各位可以参考下，里面能装下几个太阳系？

所以这些星系中央的巨大黑洞是一个多大的概念，当然文末还在提个有趣的话题，到现在为止我们在宇宙中发现最大黑洞是NGC1277*,它的视界是4光天！

距离地球最近的黑洞是天鹅座V616，距离是2800光年！

宇宙那么大也是有好处的，毕竟黑洞这种天体实在有些不太友好！

星辰大海路上的种花家

如果M87是地球，那么太阳就相当于一个城市大小的石头？

關鍵字: 科学 黑洞 亿倍