2021年春季会议录用截图如下：

摘要：大质量的恒星最终演化为黑洞，恒星在演化过程中始终遵循的规律是——和自旋速度的立方成正比。对于密度大的黑洞密度的大小和光速的立方成正比，光速是一个常数，即变为比例常数乘以光速的立方，所以密度大的黑洞密度是一个常数。密度小的黑洞的密度等于宇宙的密度，比宇宙密度更小的黑洞的密度大小趋近于零，存在于宇宙之内。我的这一推算比国内、国际现有理论对黑洞密度的推算都小一些。

关键词：黑洞 密度 光速

一、现有黑洞密度推算方法回顾

（一）、黑洞密度大的说法

ρ=3Mc^2/8πGM分子分母M抵消，也就是和质量无关，所有黑洞密度相等，是个定值。这个密度计算出来大约是3×（3×10⁸）²/8×3.1416×6.67×10^-11=1.6×10²⁵kg/m³（来自百度百科）

（二）、黑洞密度小的说法

按照史瓦西半径黑洞的说法，天体的史瓦西半径R_s=2GM/C²其中G是万有引力常数，M是物体的质量，c是光速。如果我们的推论正确，那么在黑洞宇宙模型中，哈勃半径将等于我们宇宙所在黑洞的史瓦西半径。我们把已知的宇宙质量带入公式，计算结果表明，史瓦西半径和哈勃半径在数量级上居然十分接近。按此推论，我们宇宙其实就是在一个黑洞中的存在。那么这个黑洞的密度，就等于我们宇宙的平均密度，大约是2×10^-34Kg/m3，大概是一个地球那么大的空间中，平均分布一粒沙子的样子吧（来自百度百科）。

二、黑洞密度的新探索——和国内、国际对比研究

（一）、黑洞有两种存在形式。

1、光速或超光速自转、密度极大的天体。2、密度几乎等于零的真空空间，本身静止外围辐射粒子绕真空空间光速或超光速自转，类似于龙卷风的“中空”原理。也就是说，黑洞就是能使周围的辐射粒子光速或超光速做封闭的曲线运动 。即黑洞就是能使周围的辐射围绕黑洞高速封闭旋转。

（二）、密度极大的黑洞密度推算

按照现有天体演化理论，黑洞是恒星演化而来的，研究黑洞的密度，必须研究恒星的性质及其恒星的演化过程。按照现有的理论，当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度（一定小于史瓦西半径），质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。也就是说恒星坍缩形成黑洞。根据黑洞本身的物理特性质量，角动量，电荷划分，可以将黑洞分为四类：1）不旋转不带电荷的黑洞：它的时空结构于1916年由史瓦西求出，称史瓦西黑洞。2）不旋转带电黑洞：称R-N黑洞。时空结构于1916至1918年由赖斯纳（Reissner）和纳自敦（Nordstrom）求出。3）旋转不带电黑洞：称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。4）旋转带电黑洞：称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。其中，第四类2019年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。恒星是自转的，恒星塌缩形成黑洞，根据角动量守恒定律，黑洞一定是自转的，并且高速自转。我们应该按照黑洞的第四类情况，研究黑洞的密度，即应该按照黑洞旋转的方式研究黑洞的密度。我们以我们熟悉的恒星——太阳，研究黑洞的密度。

我在科学智慧火花栏目发表的《 质疑太阳、地球的史瓦西半径》用新方法推算过太阳的“史瓦西半径”。太阳是自转的，根据日面的活动客体的观测数据整理得到的，随所观测的活动客体的不同而不同。以恒星为参考背景,日面纬度17°处的太阳自转周期是25.38日，即大约2.2×10⁶秒，太阳的半径约7×10⁸米，则太阳的周长约4.4×10⁹米，所以太阳自转的线速度约2×10³米/秒。我在科学智慧火花栏目发表的《关于地球引力场半径的探索》论述——地球之所以辐射，是因为地球的自转线速度小于光速，对于太阳也一样。太阳之所以能辐射，是由于太阳自转的线速度小于光速，光速是物质和暗物质的拐点。如果太阳自转的线速度等于光速，按照运动速度的规律，太阳的辐射粒子应该以太阳的半径为半径随太阳自转，即太阳不在辐射——即变成暗物质，理论推测，已经达到史瓦西半径或更小。现在我用这一理论推粗略算一下太阳的史瓦西半径，说到底太阳的史瓦西半径是由太阳的塌陷形成的，太阳是自转的，太阳塌陷的瞬间，一定遵循角动量守恒定律。根据角动量守恒定律得，MVR=MCr……，其中，M是太阳的质量，R是太阳的半径，V是太阳自转的线速度，C是光速，r是太阳自转达到光速是的半径，即太阳的史瓦西半径或更小。代入计算得r=4.7×10³米，所以太阳的史瓦西半径不小于4.7千米，而不是只有2.9千米。也就是说，太阳的“史瓦西半径”等于R_s=VR/C=4.7千米。假设太阳能演化为黑洞，我们粗略推算太阳演化为黑洞的密度，按照此理论太阳演化为黑洞的体积 V=(4/3)πR_s³=4.35×10¹¹m³已知太阳的质量是M=1.9891×10³⁰kg，太阳演化成黑洞的质量，所以黑洞的密度ρ=M/V=4.57×10¹⁸kg/m³。

其实，这个结论适宜于任何恒星，我们通过物理数学知识将它推广到一般。恒星的成分是一样的，状态也是一样的，即恒星的密度是恒定不变的，球体的体积公式V=(4/3)πR³，恒星的密度ρ=M/V，所以我们可以得出结论：不同的恒星的质量和恒星半径的三次方成正比。黑洞是由恒星塌缩形成的，恒星塌缩成黑洞过程质量可以认为不变，对于某一个恒星，变化为黑洞的过程中质量恒定。由密度公式可知：在特定的恒星变化的过程中，密度和半径的立方成反比。恒星塌缩演化为黑洞，一定遵循角动量守恒定律。根据角动量守恒定律得，MVR=MCR_S，将等式化简、并两边三次方得：V³R³=C³R³_S我们可以得出结论：半径立方和自旋速度的立方成反比，由于在恒星演化为黑洞的过程中质量不变，密度和半径的立方成反比，那么密度一定和速度的立方成正比，即恒星演化为黑洞过程中有：ρ=KV³。按照此理论，黑洞自转的速度是光速，所以黑洞的密度ρ=KC³其中，K是比例衡量、C是光速，所以黑洞的密度是一个常数。也就是说，不论恒星初始自旋的速度（角速度乘以半径决定）多大，最终都必须增大到光速才能变成黑洞，对于任何恒星都是适用的。

下面我们求K的值。太阳的密度是：1.408×10³kg/m³，由上面推算可知，太阳自转的速度2×10³米/秒，代入ρ=KV³计算得K=1.76×10^-7。我们再计算一下黑洞的密度，代入ρ=KC³==1.76×10^-7×（3×10⁸）³=4.752×10¹⁸（kg/m³），所以任何黑洞的密度都是4.752×10¹⁸（kg/m³），我们仔细研究推导过程，还会发现：质量越大的恒星越容易塌缩为黑洞，我的这一结论，被美国物理学会2021年春季学术交流会录用，录用原文摘要链接地址：https://meetings.aps.org/Meeting/OSS21/Session/B04.1。我们回顾中黑洞的密度1.6×10²⁵kg/m³，为什么这个密度数值不可靠呢？其一、我没有找到它的推导过程，不能确定它的正确性。其二、爱因斯坦论述过，在密度较大的天体，万有引力定律是不适用的，密度较大的天体引力远远超过万有引力定律的计算值，或许在密度较大的天体，引力恒量不是G，而是远大于现在测量的G值——6.67×10^-11，我们从他们的计算公式：ρ=3Mc^2/8πGM容易知道用此G值计算的结果，会比真实值大。

（三）、密度极小的黑洞密度分析、推算

1、黑洞的第二种形式——真空，存在于宇宙之内。

这种黑洞的形成原理类似于龙卷风形成的“中空”。应该是大爆炸形成的正、负电子相反方向高速运动毁灭，像龙卷风的形成一样（不同方向的正负电子毁灭，像力偶的作用一样形成高速旋转的辐射，中间被抽空），光速或超光速辐射旋转形成真空。这样的黑洞密度几乎等于零。

2、黑洞的就是周围的辐射光速或超光速旋转

宇宙的边缘的辐射一定光速或超光速曲线运动，否则还向外辐射就不是宇宙的边缘。所以宇宙的半径等于它的“史瓦西半径”。和分析塌缩的黑洞半径理论一样，MVR=MCR_S，r=VR/c 当c=v时，R=R_S，即宇宙这个特别的天体，它的史瓦西半径等于宇宙的半径。这样宇宙这个黑洞的密度，就等于我们宇宙的平均密度，大约是2×10^-34Kg/m3。

其实，密度极小甚至于等于零的黑洞，也可以用黑洞的密度ρ=KC³解释，绝对的真空，其自转速度为零，代入公式我们可知：这种类型黑洞的密度为零。这种黑洞形成的原理类似于龙卷风形成的“中空”，即中间是“真空”，但是这种黑洞的真空，要比龙卷风形成的“中空”的程度高得多，龙卷风形成的“中空”存在辐射，而这种黑洞真空，可以说不存在辐射。

三、暗物质、奇点的猜想

物质塌缩自旋速度达到光速形成黑洞，物质塌缩自旋速度超过光速即形成暗物质，物质塌缩自转速度远远大于光速即形成奇点。由于宇宙边缘本身光速或超光速自旋，所以宇宙塌缩为奇点，一定是远远超光速。所以宇宙空间主要是在宇宙爆棚阶段形（远远超光速）成的，后来（小于光速阶段）形成宇宙空间是现在宇宙空间的一小部分，尽管爆棚后已经膨胀了138亿年。宇宙或起源于奇点。物质（例如恒星）坍塌为黑洞，黑洞坍塌为暗物质，暗物质坍塌为奇点，奇点——宇宙结束同时酝酿新的宇宙。奇点的特性：是密度极大，自转速度远远超光速。