如果向太空中注水，需要多少水才會使水球變成黑洞？

理論上，任何物質聚集在一起都能形成黑洞，即便是水也是如此，前提是質量足夠大。那麼，需要多少水聚集在一起才會變成黑洞呢？

關於這個問題，需要來了解一下宇宙中各種形態的天體是怎麼來的。

在宇宙中，有些天體是岩質行星，有些是氣態巨行星，有些是褐矮星，有些是恆星，決定天體性質的關鍵點在於質量。天體最初都是源自於星雲，聚集了多少質量的星雲決定了天體會演變成哪種類型。

在宇宙最初形成的前幾分鐘，產生了大約75%的氫和25%的氦（均為質量佔比），它們構成了如今整個宇宙的物質基礎。其他更重的元素產生都與恆星有關，例如，恆星核聚變、超新星爆發時的中子俘獲過程、雙中子星碰撞。但與氫和氦相比，其他元素的總質量佔比微不足道，只有大約1%（如今的宇宙）。

在星雲中，大部分物質聚集在一起形成恆星，因為它們的質量足夠大，可以讓氫發生核聚變反應。星雲的邊角料則會形成行星（以及其他更小的天體），如果星雲聚集較少，則會形成岩質行星；如果質量足夠大，天體將會束縛住較輕的氫和氦，從而形成氣態巨行星；如果質量超過木星13倍，則會形成褐矮星。

至於宇宙中普遍存在的低質量黑洞，它們的前身是大質量恆星。在大質量恆星的核心中產生鐵元素之後，進一步的核聚變反應會大量消耗能量，從而導致恆星無法產生足夠強的輻射壓來對抗引力坍縮，這會使核心被重力壓縮成黑洞。

只要質量足夠大，無論是電子或者中子簡併壓力都無法阻擋引力坍縮。理論上，恆星突破中子簡併壓力坍縮成黑洞的質量極限為3倍太陽質量，這就是奧本海默極限。如果把大質量恆星的核心物質全部替換成水，結果也會坍縮成黑洞。

那麼，3倍太陽質量的水有多少呢？

一個太陽質量相當於33.3萬個地球質量，所以奧本海默極限約為100萬倍地球質量。一個地球質量約為6億億億千克，所以需要讓600萬億億億千克的水聚集在一起才會坍縮成黑洞。

假設這些水的平均密度仍然為1000千克/立方米，那麼，這個水球的半徑可達113萬公里，相當於太陽的1.6倍，地球的175倍。不過，坍縮成黑洞之後，由於劇烈壓縮，黑洞的史瓦西半徑只有不到9公里。

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