53 如何制造一个黑洞？

根据质量大小的不同，黑洞也分为好几种。

黑洞通常都拥有很大的质量，但质量的大小并非决定一个天体是否成为黑洞的唯一因素。黑洞的形成，要求一个天体具有极强的引力，而极强的引力通常伴随着极大的质量，但并非绝对。一个天体万有引力的大小正比于它的质量，反比于它半径的平方，换句话说，一个天体如果质量不够大，半径小的话也是有机会成为一个黑洞的。也就是一个天体的密度如果足够大，就能成为一个黑洞。有一个概念叫作史瓦西半径，所谓史瓦西半径，就是当一个天体被压缩到它的史瓦西半径的大小的时候就会成为一个黑洞。譬如，把太阳的质量全部压缩到一个半径为三千米的球内，太阳就会成为一个黑洞。如果把地球压缩到一个橘子大小，地球也会成为一个黑洞。

最小的一类黑洞，叫原初黑洞，它是理论猜想的，还没有被发现。原初黑洞的质量非常小，根据霍金的计算，这类黑洞的质量大约只有1千克的一亿分之一。之所以叫原初黑洞，就是因为根据理论的计算，这类黑洞在宇宙大爆炸之初，宇宙的能量密度还很高的时候才有可能形成。正常情况下，那么小质量的物体是不可能自发形成黑洞的，因为引力根本不够，除非是外部的超高能量密度通过挤压把小质量压缩到史瓦西半径以内才有可能。

最常见的黑洞叫作恒星黑洞，质量在太阳质量的3～65倍之间。恒星黑洞是由一颗质量比较大的恒星，在所有的能量都消耗殆尽之后，内部的能量无法顶住引力的收缩，体积被压缩到史瓦西半径以内，进而形成黑洞。另外一种黑洞，叫超大质量黑洞，它的质量一般是太阳质量的几百万倍，最大的可以到太阳质量的几十亿倍。譬如，银河系中心有一个超大质量黑洞，它的质量大约就是太阳质量的几十亿倍。关于超大质量的黑洞是如何形成的，还没有定论，一个可能的原因是小黑洞经过不断合并，从而形成超大质量黑洞。

还有一种黑洞，在理论上不可能存在，叫中等质量黑洞。黑洞真是有趣，质量极小的可能存在，质量较小的和质量超大的都被观测到了，反而中等质量的黑洞不仅理论上不可能存在，更没有实际观察的结果，这是为什么呢？这就要讲一点粒子物理的知识了，咱们下一篇继续讨论。