宇宙中最大質量恆星引力有多大，可以拉住自己發出的光嗎！

光速為宇宙最高速度，但會與引力發生作用。引力是什麼？愛因斯坦告訴我們是時空彎曲，是物體質量的基本屬性。意思就是，凡有質量的物體，都會對自己周邊時空產生擾動，這種擾動就是會彎曲周邊的時空，產生類似漩渦或者陷阱的場，這種導致物體相互靠攏和掉進對方陷阱的趨勢，表現出來的現象就是相互吸引的引力。物體質量很小時，這種擾動和彎曲很小，在我們平常生活中很難感受出來。我們在地球上，除了地球引力可以吸引住地表一切，其他所有物體，比如一棟大廈、一座山，我們都感受不到它的引力。當物體質量一個星球級，這種時空擾動和彎曲就無法忽視了，其表現出的引力就會吸引住慢速的東西。當引力足夠大時，快速的東西也會受影響。比如光在經過太陽時，也會被太陽巨大的引力拉彎，這種現象在1919年發生全日食時，就被英國專門組織的遠征隊觀測所證實，得到太陽邊緣處星光偏折1.66″±0.18″的結論，與愛因斯坦測算基本吻合。由此，愛因斯坦廣義相對論風靡世界科學界。

擺脱引力的唯一途徑就是速度。時空彎曲形象比喻有點像我們生活中看到水中或者颱風形成的漩渦，足夠快速度的船或飛行物，就能夠逃脱漩渦。其實要逃脱時空陷阱或漩渦的方法也只有一樣，就是速度，只有速度足夠快，就能夠逃脱引力的控制。那麼速度要多快才能夠擺脱引力呢？這就需要根據引力定律來推算了。引力定律是牛頓在1687年發表的《自然哲學的數學原理》一書中創立的，簡單表述為：F=GMm/r^2。公式中F表示引力大小值，G為引力常量，M和m為引力作用雙方兩個大小物體質量，r為兩個物體質點之間的距離。引力常量是兩個1公斤的球體，質心相距1米距離的引力值，約等於6.67x10^-11N·m^2/kg^2。從這個公式我們可以看出，引力大小是與質量成正比的，與物體之間距離平方成反比的。根據這個定律，可以推算出逃離引力的速度，這就是逃逸速度，公式表述為：v=√（2GM/R）。這裏，v為逃逸速度，G為引力常量，M為天體質量，R為天體半徑。這個逃逸速度是指在天體表面上的逃逸速度，距離天體越遠，所需逃逸速度則越小。根據公式我們可以計算出在地球表面，逃逸速度為11.2km/s，太陽表面逃逸速度為617.7km/s。

最大的恆星引力能夠拉住光線嗎？從上面逃逸速度來看，質量越大的天體，逃逸速度就需要越大。真空光速為299792.458km/s，有什麼樣的天體需要這樣大的逃逸速度呢？如果需要這麼大的逃逸速度，光線才能夠被拉住。但一般恆星的逃逸速度距離光速還是太遠了，比如太陽，表面逃逸速度才617.7km/s，只是光速的1/485，因此光線飄過太陽時沒有半點停頓，只是稍稍彎曲了一點點。那麼更大質量的恆星能夠抓住光嗎？我們來看看迄今發現最大質量恆星r136a1的逃逸速度是多少。r136a1是坐落在大麥哲倫星系蜘蛛星雲中的一顆恆星，距離我們16萬多光年，其質量約太陽的265~315倍，半徑約太陽的28.8~35.4倍。現在我們按照300倍太陽質量，半徑30倍太陽這個參數，代入逃逸速度公式，來計算一下r136a1恆星的表面逃逸速度需要多大。

太陽質量為1.9891x10^30kg，半徑為696000km；300倍太陽質量為5.9673x10^32kg，30倍太陽半徑為20880000km，代入公式計算：v=√{[2x(6.67x10^-11)x(5.9673x10^32)]/20880000000}≈1952547m由此算出r136a1表面逃逸速度為1952.547公里，與光速完全不在一個檔次上，因此光線經過宇宙中最大的恆星，也還是隻會彎曲一點點。要知道全宇宙的所有光都具有光速不變，光速恆定的性質，這樣，r136a1當然也就拉扯不住自身發出的光線了。人都是依靠光來感知世界的，沒有光就什麼也看不到。正因為恆星根本吸引不住自身光線，才是我們能夠看到所有恆星的原因。

那麼有沒有能夠鎖住光線的天體呢？當然有，那就是黑洞。這是因為黑洞體積非常小，這才是問題的實質。而同等質量的物體比較，黑洞成了最小的那一個。黑洞的這種性質完全詮釋了引力定律的精髓，即引力大小與質量成正比，與距離成反比。這裏最需要理解的就是“距離”，因為引力大小是與距離平方呈衰減趨勢的，因此靠近質點越近，引力就會變得也極端。

而白矮星、中子星、黑洞這些極端天體，正是天體表面距離質心越來越近的天體，就一個比一個引力更極端。比如中子星，一個約太陽質量3倍的中子星，其半徑只有15km左右，只是太陽半徑的46400分之一。也就是説這個中子星表面距離質心只有15km，這樣其引力就成平方指數增強。我們來計算一下這個中子星表面逃逸速度：v=√{[2x(6.67x10^-11)x(5.9673x10^30)]/15000}≈230367506m我們可以看出，太陽質量三倍的中子星，如果縮小到15km半徑，其表面逃逸速度就需要23萬km/s，已經快要到達光速了。

黑洞的表面就是史瓦西半徑臨界面。根據奧本海默極限理論，當中子星質量到達太陽3倍左右時，中子簡併壓就無力支撐本體巨大的引力收縮壓而進一步塌陷了，最終會坍縮成一個黑洞。任何物體坍縮到自己質量的史瓦西半徑內，所有物質就會無限墜落到中心那個無限小的奇點上，這就是黑洞。史瓦西半徑是任何物體的質量臨界半徑，是圍繞在奇點周圍形成的一個球形空間，這個半徑大小與質量成正比。在這個半徑球形空間裏，中心奇點具有無限曲率，也就是導致的時空陷阱或者説漩渦會無限彎曲，表現出無窮的引力。因此在這個範圍，任何物質都無法逃脱，只會無限墜落，即便這個物體達到光速，也就是説光也無法逃逸。這個史瓦西半徑有多大呢？計算公式為：R=2GM/C^2公式裏，R為史瓦西半徑值，G為引力常量，M為天體質量，C為光速。根據公式計算，地球史瓦西半徑約9毫米；太陽史瓦西半徑約3000米，而1個3倍太陽質量的黑洞，史瓦西半徑約9千米。

不管什麼天體，只要質相等，理論上引力都是一樣大的。黑洞的引力並不違背引力定律原則，同等質量的黑洞與同等質量的恆星，引力理論上是一樣大的。問題是黑洞的史瓦西半徑太小了，已經靠近了質量核心了。如果太陽成為黑洞，在距離其核心3000米的地方逃逸速度達到光速；但太陽表面距離核心有69.6萬千米，當然引力就衰減得很大了，逃逸速度就只有光速的1/485了。因此如果一個太陽大的黑洞，在我們地球軌道距離太陽1.5億公里位置，與太陽引力是一樣一樣的。結論：宇宙中所有恆星都沒有辦法吸引住自身輻射出的光。就是這樣，歡迎討論，感謝閲讀。時空通訊原創版權，侵權抄襲是不道德的行為，敬請理解合作。