用戶54682398071
我們知道，黑洞的引力非常大，大到連宇宙中速度最快的光都無法逃脫。我們又知道，引力的大小與質量正比，也就是說黑洞的引力之所以這麼大，是因為它超大的質量。我們還知道，黑洞是超大恆星演化而來。
思考一下，超大恆星在坍塌成黑洞時，會發生超新星爆發而損失很多質量，因此這顆恆星在演化成黑洞之前，必定比黑洞的質量還要大，相應的引力也要比黑洞大。
但黑洞能夠吸住光，而它的“前身”卻不能，這似乎又說明了黑洞的引力比之前的恆星還要大。
很矛盾對不對？
其實這個問題可以改成，既然黑洞能吸住光，黑洞是由恆星演化來的，而恆星的引力更大，那為什麼恆星不能吸住光？
現在我們來討論一下這個問題。
先簡單瞭解一下黑洞是怎麼回事，通常來講黑洞是一個空間區域，其中心有一個密度無限大、體積無限小的奇點，理論上來講，黑洞的所有質量都集中在這個奇點上。
由於引力的大小與距離的平方成反比，當一個物體與奇點的距離縮小到了一個臨界值時候，引力會增大到連光速也無法逃逸的程度，也就是說這個物體再也無法逃脫奇點產生的引力了。
這個臨界值就是黑洞的史瓦西半徑，其計算公式為史瓦西半徑R = 2Gm/c^2 （其中G代表引力常數，c代表光速，m代表質量）。
可以看到，一個物體的史瓦西半徑是非常小的，比如說太陽的史瓦西半徑約為3公里。
需要指出的是，並不是說把太陽的半徑壓縮到3公里，它就變成了黑洞。而是說如果把太陽所有的質量，都壓縮進一個小於其史瓦西半徑的區域，那麼當一個物體與這個區域的質心之間的距離小於3公里的時候，它就再也無法逃逸。
有了以上的認識，我們就可以清楚的知道這個問題的答案了。
黑洞的“前身”確實質量很大，引力也很大，但是它的體積也很大，所以它的引力無法達到能夠吸住光的強度。而只有將它壓縮成一個小於其史瓦西半徑的物體，它的引力才可以吸住光。
順便講一下，科學家將可觀測宇宙的質量代入史瓦西半徑公式，得出的結果是可觀測宇宙的史瓦西半徑居然高達400多億光年，這與可觀測宇宙的半徑非常近似。於是推測出一個有趣的結論，那就是我們可能生活在一個黑洞中！
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魅力科學君
答：黑洞的質量集中在更小的區域內，這是黑洞引力比恆星引力大的主要原因。
一顆超大質量（大於10倍太陽質量）的恆星，在演化末期就有可能通過超新星爆發的形式坍縮成黑洞，期間會損失大量的質量；也就是說，這顆黑洞的質量是小於塌縮前恆星質量的，但是黑洞的引力，卻比恆星大很多。
根據引力定律，似乎質量越大的物體，產生的引力越大，這是否和上面的情況矛盾呢？
當然不是！我們在考慮質量和引力關係時，一般把物體看作點質量，但實際當中絕大部分物體並不能看成點質量，尤其是宇宙中的天體，質量分佈在一定空間內，更不能看成完全的點質量。
就拿我們太陽來說，質量高達2*10^30kg，半徑約70萬公里，平均密度是水的1.4倍，表面重力加速度是地球的27倍。
但是太陽質量對應的黑洞，史瓦西半徑只有3公里，遠遠小於太陽的實際半徑，而且黑洞的質量集中於黑洞內部的奇點，理論上奇點的半徑無限小，密度無窮大，所以黑洞附近的引力足以讓光線都無法逃離，黑洞的質量，只是決定了黑洞引力的影響範圍而已。
理論上恆星的質量上限在200~300倍太陽質量之間，黑洞的質量沒有上限，但是黑洞的質量下限是普朗克質量（約10^-5g），所以恆星質量高於黑洞質量是很正常的事。
比如人類發現並確認的首顆黑洞，是距離地球6000光年的天鵝座X-1，由一顆約30倍太陽質量的超巨星和一顆8.7倍太陽質量的黑洞組成。
恆星在主序星時期，內部進行著劇烈的核聚變反應，釋放大量能量和恆星引力相抗衡，一旦恆星的核聚變材料消耗殆盡，恆星就會塌縮成黑洞、中子星或者白矮星。
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艾伯史密斯
超大恆星變成黑洞時，若不計向太空噴發射線的質量損失，前後質量是一樣的。
作者的意識我明白，比如說在月亮接近地球一定距離後，由於地球質量大，是地球把月亮吞噬掉。但若月亮成為黑洞，當與地球接近到一定程度，是黑洞慢慢把地球吞噬掉的，原因是黑洞的吸引力遠大於地球的一小部分與地球整體之間的結合力，黑洞是一點一點地把地球吞噬掉的。
惠舒旅社老闆
科學愛好者報到。
先說明一下，無論這顆恆星怎麼變化，只要它的質量沒有發生變化，其引力就不會變化。實際上，在超大質量恆星發生超新星爆發，變成黑洞的過程中，它會向周圍空間拋射大量物質，所以與之前相比，它的質量會降低一些，引力也會隨之稍微減小一些。
那為什麼我們覺得黑洞的引力大於恆星呢？這裡涉及到一個也許並不存在的概念:引力密度。有個例子，不太恰當，但能說明問題，我們可以把天體的引力想象成一個車輪的輻條，天體就是車軸，所有輻條自此出發，向四外延展。這時可以發現，越靠近中心車軸，輻條就越密集（引力越強），也能說明，引力源的體積越小，引力的密度越大。
我們以太陽為例吧。現在，正值壯年（主序星階段）的太陽半徑是六十九萬六千公里，如果它能塌縮成黑洞，它的半徑會變成無限接近零，而視界半徑（光無法逃脫的超強範圍）約為三公里。想象一下，比較一下，如果你將飛船停在距離黑洞視界一光秒（約300000公里處）的地方，你感受到的引力肯定比將船停在距離太陽表面三十萬公里處感受到的引力強大得多，因為此時“穿過”你飛船的“引力輻條”要“密集”得多。如果你將船停在距離太陽質量中心一光秒處……呃……你得進入太陽內部才行。
恆星成為黑洞前後質量相同而體積相差巨大，所以說，認為恆星變成黑洞後引力更強這其實是我們的錯覺。引力的大小並沒有什麼改變，只是它們更加集中了，即所謂的引力密度更大了而已。我是科學愛好者復活的章北海，歡迎點擊頭像，瀏覽更多文章和問答。
純野生科學家
超大恆星質量比黑洞大，噴射後質量減少，卻塌陷為黑洞，這個過程用相對論是較難解釋的，因為超大恆星質量那麼大，就會造成巨大空間彎曲，根據史瓦西半徑：
那麼更大質量的恆星，史瓦西半徑更大，光線應該無法逃逸，這與恆星實際情況不符合。
史瓦西半徑表示，黑洞周圍的光，到達這個距離時，都會被吸入其中，其它物質更是跑不出來，因此該半徑之內所有的物質都會被吸入黑洞，半徑內部是看不見的，現有的理論表明，這也是黑洞的視界半徑。
在視界半徑，光子的動能全部轉為勢能，也就是勢能mgh = 動能½mv²，h就是半徑r，速度v就是光速C，加速度g = 萬有引力F/質量m = GMm/r² / m = GM/r²。代入之後，r * GM/r²= C²/2，得到r=2GM/C²，其中G是萬有引力常數，M是黑洞質量，C是光速。網上也有用宇宙速度（逃逸速度）來推導的，宇宙速度的推導本身就利用了上述公式，所以上述的推導方法是最根本的。
史瓦西推導的這個半徑，得到了愛因斯坦的認同，科學界以他的名字命名，稱之為“史瓦西半徑”。
這個質量M對於恆星來說，與黑洞並沒有什麼不同，為什麼超重恆星就沒有形成黑洞呢？
這是因為恆星的能量很高，熱量大溫度高，
膨脹力大，導致恆星的體積比較大，遠遠大於史瓦西半徑。以太陽為例，太陽的史瓦西半徑只有三千米，而太陽半徑當然遠遠大於三千米。這樣大多數物質在外圍而不是內核，引力分散開了，而不是隻集中在內核，因此引力密度達不到黑洞的標準。因此要達到黑洞，除了質量足夠大，還必須滿足一個條件-能量低，能量越低，膨脹力越小，物質密度就越大，質量集中在史瓦西半徑以內的內核，才能形成黑洞。
董董_69904
好像最近跟“黑洞”有關的都會被提出來，一提到“黑洞”，我們首先應該會想到吞噬吧！黑洞在宇宙中從發現到現在一直都很神秘，那麼黑洞究竟如何產生？
在1738年英國天文學家約翰.米歇爾是最先提出關於黑洞的概念: 一個質量足夠大，足夠緊緻的恆星會有足夠強大的引力場，吸收任何從恆星表面發出的光。
後來在1969年，美國科學家約翰.惠勒又提出完整的黑洞概念:就是質量大的恆星末期塌縮形成的“視界”上的封閉邊界，這個邊界無法被外界觀測到，由於其巨大的引力，可以吸收一切反射光線，所以只能通過周圍物體間接瞭解黑洞。
黑洞的形成過程和中子星類似，現在先來了解中子星的形成過程。
黑洞的密度極高這是毋庸置疑的，但是中子星是除了黑洞之外密度最高的星體。中子星就是由中子組成的天體，也是組成物質的微觀粒子之一。這裡要說可以算得上常識的東西就是恆星質量越大，它的內部結構就越不穩定。
恆星內部主要是由氫元素所構成，氫元素在恆星內的超高溫度下會發生熱核反應，也就是核聚變反應。核聚變反應也是氫彈製造的原理，不同的是恆星上核聚變可要比氫彈上的大的多。由於鐵是束縛最強的原子核，當聚變到鐵的時候，恆星會開始收縮。
當坍縮過程中，鐵核超過錢德拉塞卡極限（是無自轉恆星以電子簡併壓力阻擋重力坍縮所能承受的最大質量），這個時候鐵核中的質子會在巨大的引力作用下變成中子，最後鐵核會坍縮成一個高密度的中子球。其實在收縮過程中釋放出巨大的能量就會會將外層物質“打散”，然後構成了超新星的爆炸，然後中子星就形成了。
黑洞的形成
當核心中所有的物質都變成中子的時候，也就被壓縮成一個密實的星體，也就是中子星。
要想形成黑洞，由於恆星核心的質量大到使收縮過程可以一直進行下去，中子在擠壓引力而且又有自身的吸引作用下會被碾碎，剩到最後是一個密度極高的物質。這是由於高質量而產生的物質，只有有東西靠近將會被“吞噬”，這就是黑洞。事實上，黑洞並不能吞噬過於多的物質，黑洞也會釋放一部分物質。
由於超大質量的恆星在變成黑洞的過程中，坍縮的過程中會損失大量的質量，這才導致了黑洞坍縮前的質量要大於坍縮後形成黑洞的質量。
根據愛因斯坦的引力場論，引力與質量成正比，跟距離成反比，就是說黑洞質量越大，引力就越大，作用範圍也就越廣，反之亦然。
在考慮質量和引力時，一般把物體看作質點，但是在宇宙的天體中，卻不能把天體看作質點。實際上，任何天體的引力源都在中心質點，巨大質量的恆星的引力源都在幾十萬甚至幾千萬km的表面，而黑洞的引力源是在更小的區域內，所以黑洞引力就比恆星的引力要大。
星球上的科學
超大恆星變成黑洞前質量比黑洞大，變成黑洞後，黑洞的引力就比恆星大
這確實是一個令人非常困惑的話題，人類發現最早的黑洞之一天鵝座的X-1，質量只有太陽的8.7倍，而觀測到質量最高的恆星是大麥哲倫星系蜘蛛星雲中的R136a1，其質量高達太陽的256倍，但X-1已經在持續吞噬它伴星的物質（伴星為\tHDE 226868，質量為20-40M☉），並且發出強烈的X射線，因此而得以觀測到X-1的存在，而R136a1卻在大量丟失物質，這實在是一種莫名的諷刺！
天體引力大小是什麼決定的？
在開普勒行星三大定律的基礎上，牛頓根據前人的成就總結出了萬有引力定律，而100年後的卡文迪許通過巧妙的實驗測量出了萬有引力常數G的準確數值，得以讓我們可以方便的計算出兩個天體之間的引力！
天體之間的引力，與兩個天體質量之積成正比，與它們之間距離的平方成反比，當然G就是那個卡文迪許用扭稱測得的萬有引力常數！既然距離距離r那麼重要，那麼將兩個天體肩並肩靠在一起，其距離不就是0了麼，那麼他們之間的引力是不是會變成無窮大呢？
比如像上圖那樣，兩個天體已經靠在一起了，但事實上兩者的距離是從天體的質心開始計算的，因此即使靠近為零，那麼r=m1的半徑+m2的半徑，仍然是一個有限值！這個時您會發現天體質量一定的條件下，半徑r是引力大小提高的唯一障礙！
但黑洞滿足你一切的想象條件，它的真實半徑為0，我們所形容的黑洞半徑只是它史瓦希半徑範圍，而史瓦希半徑是黑洞光速都無法逃逸的區域範圍！從這個原理中我們可以明白一個道理，箇中的關鍵是天體的密度！因為當它足夠小時，計算它的表面逃逸速度就會等於甚至大於光速！
那麼此時，這天體的密度將會壓垮夸克的簡併力無可救藥的坍縮成黑洞！
我們簡單的總結一下，決定天體引力的關鍵，表面上看起來是兩者之間的距離，但能決定兩者距離的本質是天體的密度，因為只有密度足夠高，才能使他的直徑足夠小！
如上圖所示，恆星所引起的空間變化猶如一個凹坑，即使再大，它的深度是有限的！但黑洞引起的時空變化，有可能範圍不大，卻是一個無底洞！
恆星與黑洞相遇哪個將成為贏家？
前文我們說到了R136a1正在大量丟失自身的物質，但它的質量是太陽的256倍，這是不是有些匪夷所思？其實我們簡單瞭解下恆星發光原理就可以知道為什麼會這樣！
大質量恆星沒有坍縮成黑洞（超過奧本海默極限的天體）的唯一原因就是恆星內部聚變時產生的輻射壓，這是恆星後期成為紅巨星的原因，也是超大質量物質丟失的原因！因為超過150倍太陽質量的天體已經超過了愛丁頓極限！
愛丁頓極限即是形容輻射壓與引力坍縮之間的關係，恆星質量過大，內部溫度過高，其核聚變產生的輻射壓越強，而150倍太陽質量就是壓垮駱駝的最後一根稻草，在這個質量以上，恆星引力坍縮已經無法控制內心那一萬頭草泥馬的奔騰......
越是大質量的恆星與黑洞相遇，越是沒有可比性，因為沒有黑洞時恆星都已經在丟失物質，而黑洞的引力將可以輕而易舉的吞噬掉那些超大質量的恆星外圍物質，當然只要足夠近，整顆恆星都將蕩然無存！
上圖公式中，r1為天體的洛希瓣半徑，M1和M2分別為天體的質量，A為兩者之間的距離，當一顆恆星和一個緻密天體靠攏時，緻密天體的實體始終都在其自身的洛希瓣範圍內，而恆星外圍物質則可能會落在洛希瓣之外，此時恆星和緻密天體將通過兩個天體的拉格朗日點交換物質，當然這是緻密天體吞噬恆星物質的過程，而非相反！
因此黑洞將毫無懸念的在這場戰爭中保持常勝將軍，而未來也將是，除非它碰到另一個黑洞，當然它們不會兩敗俱傷，而是會通過複雜的過程合併成一個，並且將爆發宇宙中最為強烈的伽瑪射線暴和引力波事件！
而黑洞吞噬個恆星，不過是家常便飯而已，比如天鵝座X-1，每天沒事幹就是吞噬它伴星的物質，是一直哦，幸虧它伴星質量夠大，否則還真不夠它吞噬。
星辰大海路上的種花家
引力只和天體的質量有關。假設我們現在的太陽突然變成黑洞了，不產生其他變化，只是自己坍縮。那麼太陽系的其他天體還會按照原有軌道運行，除了看不見光亮之外，並不沒有運動軌跡上的變化。
假設地球變成黑洞，那麼月球還是依然環繞地球這個黑洞運行，這個黑洞連同月球一起環繞太陽。圓形軌道周半徑=萬有引力常數x中心天體質量/速度的二次方。
之所以常見的黑洞引力大，是因為誕生黑洞的條件要求，這個天體原本的質量就很大，最少最少要超過托爾曼-奧本海默-沃爾科夫極限，也就是大概三倍太陽的質量。
但是實際上要遠遠大於這個質量才有可能變成黑洞，因為橫恆星在最終坍縮之前還會炸出去很多質量。大概需要十幾甚至二十多被太陽質量才可以形成黑洞。
所以並不是因為變成了黑洞，它的引力才變大，而是因為本來引力和質量都大，才坍縮成了黑洞。
坍縮成黑洞之後，就好像在空間上砸出了一個大坑，周圍的吸積盤或者路過的恆星掉進去就出不來了，光在黑洞的史瓦西半徑內也無法逃逸。這樣日積月累，黑洞的質量和引力都變得越來越大。
蛋科夫斯基
黑洞是宇宙中最極端的天體，就像一隻怪獸，可以吞噬宇宙中的一切，再巨大的恆星只要靠近它，也逃脫不了被吞噬的命運。
所以，吃瓜群眾被黑洞弄得一愣一愣的，既充滿了好奇，又有很多疑惑。為什麼巨大的恆星在沒有變成黑洞前，質量更大，變成了黑洞質量小了很多，為什麼反而引力變得更大了呢？
其實這是一種誤區。黑洞雖怪，但也還是遵守愛因斯坦引力場論的物理定律的，其引力是與質量成正比，與距離成反比的。也就是說，黑洞質量越大，引力就越大，作用範圍就越廣；距離黑洞越近，受到的引力就越大，反之就越小。
因此黑洞的引力並沒有比原恆星大，那麼黑洞為什麼可以吞噬一切呢？
在武俠小說中，打敗天下無敵手的武功高手一般都有一種特殊的功夫，黑洞也有一種特別的功夫，這就是縮骨功。黑洞正是靠著這種縮骨功，使自己變得無比強大。
宇宙中最小的黑洞質量在太陽的2~3倍，我們太陽的半徑為69.6萬千米，而黑洞的體積會變得極小極小，理論上，真正的黑洞質量全部塌縮到了中心無限小的奇點，沒有體積了。
這樣，這個無限小的奇點就會在其史瓦西半徑裡形成一個無限的引力，連光都無法逃逸，無論什麼物質靠近這個範圍，都會被撕得粉碎，成為它的食物。
所有大型黑洞就是靠吞噬周邊恆星等天體物質越變越大的。
請大家注意，前面提到一個史瓦西半徑，這才是黑洞的最根本要害所在。
史瓦西半徑又叫事件視界，是任何物質都具有的一個質量體積臨界點，以這個點為界，我們只能看到視界之外的事物，因為裡面連光都無法逃出，所以什麼也看不見。
史瓦西半徑的計算公式為：Rs=2GM/c^2
其中Rs為史瓦西半徑值，G為引力常量（G=6.67×10-11N·m^2/kg^2)，M為物體（天體）質量，c為光速。
這個史瓦西半徑有多大呢？我們以太陽為例，太陽的質量為1.9891x10^30kg，根據公式計算，其史瓦西半徑為2952米。
也就是說把現在半徑為69.6萬千米的太陽，壓縮成1個黑洞，其無限的引力範圍就會在半徑為2952米的一個球體範圍。在這個範圍，它才會變得無比強大，任何物質靠近它都會被其撕碎吞噬。
根據引力場論，太陽這種質量的恆星是無法變成黑洞的，只有當大於太陽30倍質量的恆星，大爆炸後中心那個核大於太陽質量3倍左右時，才會塌縮成一個黑洞。
一個3倍太陽質量的黑洞，其史瓦西半徑約9千米，而一個30倍太陽質量的恆星其半徑是太陽的若干倍，也就是幾百萬公里。
而任何恆星的引力源都在中心，在距離引力源幾百萬公里的表面，其引力當然無法與黑洞抗衡。
我們目前觀測到的最大質量恆星為r136a1，質量約太陽的300倍，如果這顆恆星所有質量壓縮成一個黑洞，其史瓦西半徑就約900千米，而其現在的半徑約太陽的30倍，也就是2100萬千米。
只有把這個2100萬千米半徑的恆星所有物質，壓縮進900千米的範圍時，它才能夠與黑洞抗衡。
因此這種虛胖身材的恆星是無法與極端緻密的黑洞抗衡的，無論它質量多大，一靠近黑洞，只有被黑洞吃掉的命運。
因此，恆星是永遠也打不贏黑洞的。
就是這樣，歡迎討論。
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時空通訊
這說的是星球表面的重力，恆星質量大半徑也很大自然密度也就小了當然重力也就小了，變成黑洞質量炸飛了不少但坍縮後的半徑極小了密度極大自然重力就極大了，這都是因為引力大小還與半徑的長度平方成反比
