黑洞在多大的距離上產(chǎn)生潮汐瓦解的破壞作用？從物理公式可以計(jì)算黑洞的潮汐瓦解半徑。太陽(yáng)和人馬座A*或銀心黑洞的相關(guān)數(shù)據(jù)被帶入公式之中，可以得出它的潮汐半徑為1億公里，少于1個(gè)天文單位，1個(gè)天文單位相當(dāng)于地球到太陽(yáng)距離的平均值。3個(gè)秒差距的影響范圍很大，一個(gè)天文單位的潮汐半徑很小。100顆恒星處于人馬座A*或銀心黑洞的影響范圍，但其中沒有任何一顆恒星靠近了黑洞的潮汐半徑，天文學(xué)家現(xiàn)在知道，距離人馬座A*或銀心黑洞最近的恒星是SO-2，它與人馬座A*最近的點(diǎn)為120個(gè)天文單位。

在星系的演變過程中產(chǎn)生了動(dòng)力學(xué)的效應(yīng)，實(shí)際上有很多恒星的運(yùn)行軌道滑入了黑洞的潮汐半徑范圍，這些“落難”恒星跌入了“狼吞虎咽”黑洞的胃口，它們最終成為了“捕食者”黑洞的美味大餐。黑洞到底消耗了多少物料？確實(shí)很難說(shuō)清楚，可以放棄這類問題的討論，利用問題解答的合適機(jī)會(huì)，思考一下有關(guān)黑洞物理學(xué)的實(shí)際情形。

黑洞從瓦解和損毀的恒星吸取了巨額物料，被黑洞“吞食”的恒星帶有相對(duì)于黑洞的旋轉(zhuǎn)速度，在角動(dòng)量守恒定律的作用下，恒星的碎片不是直接地跌入黑洞的視界，而是在視界的周圍形成了所謂的吸積盤，摩擦力的作用將把碎片和氣體物質(zhì)向吸積盤的內(nèi)邊緣移動(dòng)，這些物質(zhì)最終將越過黑洞的視界。在碎片和氣體物質(zhì)向黑洞視界移動(dòng)的過程中，氣體塵埃物質(zhì)的動(dòng)能將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，巨量熱能以?qiáng)烈的熱輻射方式向外輻射。

黑洞視界的氣體熱輻射產(chǎn)生了輻射壓，好像引力的作用規(guī)律一樣，輻射壓的強(qiáng)度呈現(xiàn)距離平方的下降趨向，這意味著向內(nèi)的引力和向外的輻射壓力在吸積盤率最大化的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)相互平衡，而最大的吸積盤率僅取決于黑洞的質(zhì)量，這被物理學(xué)家稱之為“愛丁頓極限”，對(duì)愛丁頓極限值的求解只能得到近似的結(jié)果，人們需要假設(shè)一種球?qū)ΨQ得理論模型，被黑洞吸入的氣體物質(zhì)僅為電離化的氫。

人馬座A*或銀心黑洞的最大吸積率為大約每年0.01倍的太陽(yáng)質(zhì)量，產(chǎn)生的發(fā)光度大約為1011L⊙或近似1000億顆太陽(yáng)的亮度，大體上相當(dāng)于銀河系中整個(gè)恒星發(fā)出的總亮度。從計(jì)算的結(jié)果可以看出，黑洞事實(shí)上不是人們想象的“暴飲暴食”者，而是勉勉強(qiáng)強(qiáng)的“吃貨”，但黑洞有發(fā)出強(qiáng)烈“嘔吐”反應(yīng)的傾向，在吞噬周圍物料的過程中，黑洞向外噴發(fā)了巨量的物質(zhì)和輻射。

第三個(gè)常見的錯(cuò)誤是認(rèn)為黑洞有非常高的密度，星系中心的大質(zhì)量黑洞沒有人們想象的高密度，小的黑洞則反而不同，直接的原因在于黑洞實(shí)際上沒有人們通常理解的半徑概念，不能以體積和密度的通常概念定義黑洞的屬性。數(shù)據(jù)是最好的回答，典型恒星級(jí)的黑洞（估計(jì)銀河系有1億顆這類黑洞）擁有相當(dāng)于太陽(yáng)質(zhì)量10倍的質(zhì)量，可記為10M⊙，這類黑洞的密度為 10^16 kg/m^3，或相當(dāng)于水物質(zhì)密度10的百萬(wàn)百萬(wàn)倍。

人馬座A*或銀心黑洞的密度為10^6 kg/m^3，相當(dāng)于水物質(zhì)密度的1000倍，對(duì)銀河系的尺度而言，人馬座A*是一個(gè)非典型的小黑洞。在合適的星系中，典型的超大質(zhì)量黑洞是太陽(yáng)質(zhì)量的大約1億倍，記為10^8)M⊙，它的密度大約是100 kg/m^3，相當(dāng)于水物質(zhì)密度的10%。其中一顆被觀測(cè)到的超大質(zhì)量黑洞位于星系NGC1600的中心，它的質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)質(zhì)量的170億倍，它的密度大約為0.01kg/m^3，相當(dāng)于水物質(zhì)密度的10萬(wàn)分之一，只有海平面上地球大氣密度的1%。

（編譯：2016-7-8）