如果地球變成黑洞, 一立方厘米物質將達4萬億億噸, 那麼宇宙會怎樣?

  宇宙中的黑洞是一個奇葩的存在，但是黑洞也是一種天體，和恆星行星一樣有它的質量，那麼黑洞中物質的密度有多大呢？這其實是一個很不好回答的問題，不好回答並不是說它不好計算，而是說它並沒有一個統一的標準，因為黑洞中物質的密度計算結果會有大有小，差別極大。

  首先必須說一句，黑洞是不具有平均密度的，因為黑洞裡面的物質或者說能量的分佈是不可能平均的，就好像我們的地球，它的最外層是大氣層，其密度當然不能和水和地表相比，然而地表物質的密度也不能和地幔相比，地幔也不能和地核相比。通常天體內部的物質密度要比外面的物質密度大一些，比如中子星，中子星表面的物質密度大概是每立方厘米一億噸，然而在中子星的內部，密度可能達到了每立方厘米一百億噸，所以黑洞很可能也是不一樣的，很多科學家認為黑洞內部有一個奇點，那個起點才是黑洞中物質和能量的聚集之地，會佔有整個黑洞質量的絕大部分，所以在黑洞的視界內部，其密度是不可能平均的。

  但我們可以這麼理解，就是把黑洞的質量除以黑洞的視界體積，就可以得出黑洞的平均密度。不過黑洞的平均密度也並不是固定的，通常是越小的黑洞密度越大，越大的黑洞密度越小，而且差別極大。關於黑洞的質量和體積的關係，有一個公式可以計算，這個公式就是史瓦西半徑公式，公式為R=2GM/c，其中M是黑洞的質量，G是引力常數，c是光速。因此，黑洞視界內的體積就是V=4πR/3=32πGM/3c^6，而平均密度ρ=M/V=3c^6/32πGM

  根據這個公式，只要是知道黑洞的史瓦西半徑就可以知道黑洞的質量，而如果知道黑洞的質量則可以計算出黑洞的史瓦西半徑，那麼有了半徑就能算出黑洞這個球體的體積，有了體積和質量就能計算黑洞的密度了。

  但是，從這個公式中也能看出，黑洞的平均密度和黑洞的質量成反比。

  我們根據史瓦西半徑公式計算地球變成黑洞的大小，其史瓦西半徑還不到1厘米，即0.88毫米，也就是說地球如果變成黑洞的話，其視界體積大概只是直徑不到兩厘米的一個小球，地球的質量為59720億億噸，這樣計算的話，直徑一厘米的黑洞質量可以達到4萬億億噸左右。

  而如果太陽變成黑洞的話，其視界體積會達到直徑六公里，這明顯和地球變成黑洞是不成比例的，但是結果如此。對於質量為10倍太陽質量的黑洞，平均密度大約是每立方厘米2億噸，基本上就是原子核的密度，也就是中子星的密度（核心部位或達百億噸），所以比太陽大10到20倍的恆星，經歷超新星爆發之後都會變成中子星。

  銀河系中心黑洞的質量大概是400萬個太陽，但是黑洞的直徑達到了4000萬公里左右，這樣算下來密度反倒沒那麼高了，每立方厘米大概為一公斤，是水的一千倍。

  宇宙中有一種被稱為類星體的天體，中心的黑洞非常巨大，個別甚至超過一百億倍太陽質量，有一些大型星系中心的黑洞質量也和這樣的黑洞差不多，這些質量大到100億倍太陽質量的黑洞，計算后的平均密度就是每立方厘米0.2毫克，比我們地球上的空氣還輕的多。

  而如果把整個宇宙中的物質換算成黑洞的話，物質的密度則更加的稀薄，比我們所謂的真空還要空。每立方米僅有一個氫原子而已。

  如果計算整個宇宙的質量換算成黑洞的體積，則會發現另一種奇怪的現象，就是這個黑洞比現在的宇宙還要大的多，宇宙變成黑洞之後的規模遠在千億光年之上，我們現在的宇宙的體積據計算大概是460億光年，所以這也讓我們不得不去懷疑我們正在膨脹中的宇宙是不是處在一個奇點爆炸后的巨型黑洞之中。