史瓦西半徑計算器
分類：物理學
- 2025年4月25日
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根據黑洞的質量計算史瓦西半徑（事件視界）。史瓦西半徑是重力吸引力變得如此強大，以至於沒有任何東西，甚至光，都能逃脫的半徑。
輸入黑洞質量
什麼是史瓦西半徑計算器？
史瓦西半徑計算器幫助您根據黑洞的質量確定事件視界的大小。事件視界是超越此邊界後，連光都無法逃脫的區域。此計算器提供了一種簡單的方法來理解質量與形成黑洞的臨界半徑之間的關係。
史瓦西半徑公式：
\( r_s = \frac{2GM}{c^2} \)
- \( r_s \) = 史瓦西半徑
- \( G \) = 引力常數 (\(6.674 \times 10^{-11} \, \text{m}^3\, \text{kg}^{-1}\, \text{s}^{-2}\))
- \( M \) = 物體的質量
- \( c \) = 光速 (\(2.998 \times 10^8 \, \text{m/s}\))
太陽質量的簡化公式：
\( r_s \approx 2.95 \times M \) （單位為公里，當 \(M\) 以太陽質量為單位時）
如何使用計算器
使用此計算器既簡單又互動化。只需按照以下步驟操作：
- 輸入您想分析的黑洞質量。
- 選擇質量單位（例如，太陽質量、公斤、地球質量）。
- 調整進階選項，例如：
- 小數位數
- 首選輸出單位（公尺、公里、天文單位、光秒或光年）
- 是否顯示計算步驟、視覺化圖像和大小比較
- 點擊「計算」以查看史瓦西半徑和其他資訊。
- 點擊「重置」以清除所有輸入並重新開始。
主要功能
- 支持多種質量單位，包括太陽質量、地球質量和木星質量
- 允許靈活的半徑輸出格式
- 顯示逐步計算過程
- 包含黑洞及其事件視界的視覺化表示
- 將黑洞大小與熟悉的物體和行星軌道進行比較
為什麼這個計算器有用
這個工具讓您輕鬆理解天體物理學中最重要的概念之一——質量如何與黑洞相關聯。無論您是學生、教育者還是僅僅對此感到好奇，此計算器都提供了一種快速且有趣的方式來：
- 了解黑洞的本質
- 將理論黑洞與現實例子進行比較
- 以易於理解的形式視覺化抽象的科學概念
- 探索不同質量如何影響黑洞的大小
常見問題 (FAQ)
什麼是史瓦西半徑？
它是從黑洞中心到其引力變得如此強大以至於連光都無法逃脫的點的距離。這定義了黑洞的「表面」或事件視界。
物體在這個半徑下會變成黑洞嗎？
是的。如果任何質量被壓縮到小於其史瓦西半徑的體積內，它就會變成黑洞。
我可以用這個計算器計算不是黑洞的物體嗎？
可以。結果會告訴您該物體需要被壓縮到多小才能成為黑洞。例如，地球的史瓦西半徑大約只有 9 毫米。
什麼是太陽質量？
太陽質量是我們太陽的質量，約為 \(1.989 \times 10^{30}\) 公斤。它是天文學中的標準測量單位。
為什麼簡化公式僅適用於太陽質量？
當使用太陽質量時，像 \(G\) 和 \(c\) 這樣的常數可以被合併和簡化，使公式更方便，而不會犧牲許多實際用途的準確性。
視覺化和大小比較有什麼區別？
視覺化顯示黑洞及其周圍特徵的基本圖形表示。大小比較則將計算出的半徑與地球或行星軌道等物體進行比較，以便更容易理解。
這個工具適合誰？
它對學生、教育者、科學愛好者以及任何對黑洞和太空科學感興趣的人都很有用。