如果一個超大質量的黑洞接近地球會發生什麼?

2020-12-04 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

是否超大質量的黑洞對地球的影響只處於理論層面?如果確實是這樣(或者並不是這樣),當這樣一個黑洞移動得足夠近到可以毀滅我們的星球時會發生什麼?

通過十分艱難的運算過程,我對這種觀點做了一些思考。最簡短的答案是「是的」,這確實「可能」發生。但是其可能性微乎其微。同時在任何災害發生之前,我們可以得到大量的警示。

下面是詳細的回覆:

正如我們的網站所提到但並未深入解釋的--我們在星系中央發現的超大質量黑洞。它們有極大可能比太陽的質量還要大幾百萬倍,你可能會遇到兩個星系融合的情況,它們以一種兩個位於星系中央的大質量黑洞彼此接近的方式融合(下文開始使用SBH作為超大質量黑洞的縮寫),並且一個SBH給另一個SBH強大引力的一「踢」使它從兩個星系中彈射出去。這個SBH可能會在彈射出的過程中拖走一些軌道上遇見的恆星,但它或多或少存在可能性會只自己在宇宙中穿梭。(你只有足夠幸運才能見證SBH不簡單地和另一個SBH融合這種情況的發生,但我不明白為什麼它不可能發生)

(接下來結果基於我做的一些快速計算,我推算SBH的質量精確地是太陽的一百萬倍)

現在我們推測這個SBH恰好進入了我們的星系,並且事實上靠近太陽系。(再次聲明,這種說法是如此荒謬不值得考慮,但去思索一下還是很有趣的。)一旦它開始穿梭於星系之中,我們將會立刻注意到它所遭遇的恆星軌道被破壞。事實上,如果它接近,圍繞著銀河系的我們的太陽系的軌道也將被破壞。要多近呢?我想如果它出現在太陽系的一千光年以內我們就會注意到一些可疑的跡象。但是圍繞著銀河系中央的太陽系的軌道破壞可能並不會對地球上的生命造成任何影響。事實上,即使我們的地球處於和SBH發生的「碰撞過程」中,在跨過一千年的門檻後,我們也仍然還有幾十萬年的時間才會面對真正的災難降臨。

什麼是真正的災難呢?好的,一旦SBH距離我們地球幾百天文單位(一天文單位=地球和太陽之間的距離),它會嚴重破壞太陽系中的包括地球在內的星球軌道。因為我們既不能距離太陽太近也不能太近,所以我們會迅速被燒死或者凍死。在那之後,地球上可能發生許多不同的事情。我們可能掉進太陽裡;我們可能被扔出太陽系,但進入了圍繞SBH的橢圓軌道;我們也可能被扔SBH。

讓我們考慮一下最後一種可能性。一旦SBH靠近地球一天文單位以內,引力(重力)潮汐力會把地球自身撕碎。 在地球繞太陽的軌道被破壞後(每個人都會被凍僵或者灼燒)將會至少需要幾年時間,直到地球距離SBH足夠近被分裂開。

然後那堆曾經是地球的碎石頭將會掉進SBH中。以目前已知的物理學知識就並不能解釋自那以後到底會發生什麼了:-)

相關知識

黑洞是時空展現出引力的加速度極端強大,以至於沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無法逃逸的區域。廣義相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界 。雖然,事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特徵。

作者: Christopher Springob

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