30光年在現(xiàn)代人類看來是一個(gè)遙不可及的距離，畢竟比鄰星距離才4.22光年我們都無法到達(dá)，但對(duì)于銀河系將近10萬光年半徑，或者可觀測(cè)宇宙930億光年直徑來說，簡(jiǎn)直就是一個(gè)微不足道的距離，那么我們今天就來算算，一個(gè)半徑30光年的鉛球坍縮成黑洞后，地球要多遠(yuǎn)才能保證安全！

為什么鉛球會(huì)坍縮成黑洞？

其實(shí)無論什么物質(zhì)，只要質(zhì)量夠大，尺寸夠小那么其將被引力所壓縮，最終突破極限坍縮成黑洞，假如要搞清楚為什么會(huì)坍縮成黑洞，那么需要一些前奏，要不然一句話坍縮成黑洞，可不是那么好玩！

• 物質(zhì)是怎么壓縮的？

一團(tuán)棉花可以壓縮，因?yàn)槔w維之間存在大量的空隙，空氣也能很容易被壓縮，因?yàn)榉肿娱g隙很大，比如氣體分子的間隙是其直徑的十倍，理論上空氣能被壓縮1000倍，當(dāng)然這很難，但這只是開始而已！

但液體和固體就很難被壓縮了，因?yàn)榉肿娱g隙很小幾近沒有，因此液體可以作為液壓機(jī)中壓力傳遞的理想物質(zhì)，當(dāng)然固體也可以，但事實(shí)上要讓固體流動(dòng)的壓力我們還難以實(shí)現(xiàn)，所以各位先將就下用液體傳遞！

但兩者并非不可壓縮，只是壓力夠不夠而已，因?yàn)槭刮矬w保持結(jié)構(gòu)完整的電磁力在起作用，再壓縮就是突破電磁力的極限了，原子核外圍的電子與其他原子的電子存在相互斥力，這可是一個(gè)難以逾越的坎，即使馬里亞納海溝的壓力，也僅僅只能使水體積縮小4%而已，而且這之中大部分貢獻(xiàn)都是分子間隙壓縮提供的。

不過壓力繼續(xù)加大，那么電子之間的斥力也難難以排斥，將會(huì)突入原子內(nèi)部的空間，根據(jù)我們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的了解，原子核只占龐大原子內(nèi)部空間一丟丟，所以壓縮電子的效率是極高的，如果有足夠大的壓力，將原子核外圍的電子壓縮到原子核附近，呈電子簡(jiǎn)并態(tài)，那么密度將會(huì)提高N個(gè)數(shù)量級(jí)，比如白矮星物質(zhì)就是，它的密度是水的1000-10000倍，也就是說一礦泉水瓶白矮星物質(zhì)，有可能有5噸甚至更重。

但壓力繼續(xù)增加，電子會(huì)進(jìn)入原子核，與質(zhì)子中和成中子，此時(shí)物質(zhì)的密度就是原子核的密度，當(dāng)然大家都知道中子星物質(zhì)的密度，大約是水的一百萬億倍，只要一立方厘米中子星物質(zhì)出現(xiàn)在地球上，那么地球的末日就來到了。

不過中子星物質(zhì)并不是終極，它可以被繼續(xù)壓縮，但越過它物質(zhì)將被壓縮成一個(gè)沒有直徑的點(diǎn)，無論多少物質(zhì)它的表現(xiàn)就是一個(gè)沒有三維尺寸但有三維位置的點(diǎn)。什么樣的天體會(huì)讓物質(zhì)坍縮成這種怪胎呢？史瓦西在1916年根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論引力場(chǎng)公式求出了史瓦西度規(guī)，描述的就是多大質(zhì)量的天體在多大直徑以下時(shí)，它將被自身的引力壓縮成黑洞！

天體成為黑洞后，所有一切信息都將丟失，只剩下質(zhì)量與原來天體的角動(dòng)量以及電荷，這就是著名的黑洞無毛定律，或者說黑洞三毛定律。

半徑30光年的鉛球威力如何？

其實(shí)無論是金球還是鐵球這些參數(shù)都不重要，因?yàn)樵谶@里只有一個(gè)密度參數(shù)可以用，即使是黃金坍縮而成，它一樣是一個(gè)看不見的黑洞，而不是金光閃閃的黑洞。

鉛的密度大約是11.3噸/立方米，那么根據(jù)球體積公式可以算出質(zhì)量為4×10^49噸，各位不必驚訝，它的質(zhì)量大約是太陽的2×10^22倍，木星的2×10^25倍，根據(jù)史瓦西度規(guī)可以計(jì)算出它的視界半徑大約是600萬億億千米，約合60億光年！

根據(jù)黑洞平均密度公式，我們可以計(jì)算出這個(gè)黑洞的平均密度大約是4.47e-17克/立方米，這個(gè)密度低到嚇人，大約一立方厘米幾十個(gè)原子的質(zhì)量，也就是和星云密度差不多，是不是很驚訝？其實(shí)黑洞無限大的密度是集中在奇點(diǎn)處，如果將視界作為平均密度的計(jì)算的話，那么它有可能比空氣還要低得多，而黑洞的質(zhì)量越大，則密度越低！

所以在這個(gè)半徑60億光年的視界處，地球是不會(huì)有任何危險(xiǎn)的，然后穿過這個(gè)視界地球也沒多大問題，大概到哪里有問題呢？我們來簡(jiǎn)單計(jì)算下：

地球介于剛體和流體之間，就d的取值就等于2吧，地球平均密度大約是5507.85千克/立方米，代入計(jì)算后得2411513619419270.828千米處，大約是254.897光年！

只要地球在距離奇點(diǎn)255光年以外即可萬事大吉，但各位有沒有發(fā)現(xiàn)，地球已經(jīng)在它的視界內(nèi)了！其實(shí)這也沒啥好奇的，如果將木星和地球的密度代入計(jì)算，各位講能算出洛希極限在木星的內(nèi)部，也就是說地球撞入木星才會(huì)解體，因?yàn)榈厍虻拿芏缺容^高，而木星的密度比較低，因此對(duì)于地球這種高密度天體來說，洛希極限會(huì)在木星內(nèi)部，因此《流浪地球》中的木星洛希極限是錯(cuò)誤的哦，不過地球距離過近，潮汐引力導(dǎo)致地球結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致火山噴發(fā)或者大氣流失倒是正常的！

但在視界內(nèi)是個(gè)什么概念？我們將無法逃離它，所有很多朋友認(rèn)為宇宙就在某個(gè)黑洞的視界內(nèi)，這是很有道理的，所以我們無法逃離宇宙！