假如有一天太陽變成了黑洞,那麼地球以及其它星體會被吸進去嗎?

2020-12-03 天文在線

理論上,只要把一個物體壓縮到它的史瓦西半徑以下,這個物體就會變成黑洞,史瓦西半徑內任何物體都無法逃脫黑洞,包括光。地球和太陽的史瓦西半徑分別是0.9公分和3公裡,假設把整顆太陽壓縮到半徑小於3公裡,太陽就會變成一顆黑洞。如果太陽真的變成一顆黑洞,那麼地球會被變成黑洞的太陽吸進去嗎?

如果太陽變成黑洞了……圖:知乎

保持距離以策安全

答案是不會,地球不會被變成黑洞的太陽吸進去,即使是距離太陽最近的水星也不會,太陽系裡的各個天體還是相安無事的繞著太陽運行。

黑洞的引力不是大到連光都脫離不了嗎?為什麼水星和地球不會被吸進去呢?黑洞的引力並不是無限大,只要離得夠遠,就不會被黑洞吸進去。黑洞就像吸塵器一樣,只有距離近的灰塵才會被吸塵器吸進去,吸塵器對距離遠的灰塵不會有影響。

一個太陽質量的黑洞大小約3公裡,只有在非常靠近黑洞表面的地方,黑洞的影響才會變得明顯,才需要用廣義相對論來解釋。只要離太陽形成的黑洞夠遠,重力的作用就和牛頓力學一樣。如果太陽變成黑洞,地球還是一年365天的周期繞太陽運行,其他行星也若無其事的繞著太陽,唯一不同的是從此地球上只有黑夜,沒有白天。不過前提是太陽變成黑洞後,黑洞的質量和太陽的質量一樣,如果黑洞質量改變就會影響太陽系裡各個天體運行的方式。

如果太陽變黑洞,地球並不會被吸進去,還是繞太陽運行,唯一會改變的是地球上只剩黑夜,沒有白天。圖片來源:NASA

目前還沒有方法可以把一個物體壓縮到它的史瓦西半徑,但是一顆質量大於25太陽質量的恆星在死亡時,靠自己本身的重力就可以把自己壓縮成一顆黑洞!

恆星的一生中都在和重力對抗,恆星核心進行的核融合反應會產生熱輻射,讓恆星對抗自己的重力。熱輻射可以讓恆星往外膨脹,重力則往內收縮,正常的情況下,恆星裡往外和往內兩股力量達到平衡的狀態。當恆星可以用來進行核融合的物質用完後,就沒有熱輻射可以跟重力相抗衡,恆星就會往核心塌縮。

太陽會變成黑洞嗎?

不同質量的恆星演化到最後會有不同的結果。質量在8個太陽質量以下的中低質量恆星會塌縮成一顆白矮星;質量在8到25個太陽質量之間的恆星,最後會演化成一顆中子星;如果恆星的質量大於25個太陽質量,最終就會演化成黑洞。我們的太陽在50億年後會演化成一顆白矮星,不會變成黑洞。

我們的太陽最後會演化成行星狀星雲,形成一顆白矮星。太陽的未來可能就像環狀星雲(M57)一樣,這個星雲的中心有一顆白矮星。影像來源:NASA

超過25個太陽質量的恆星在經歷超新星爆炸後會變成黑洞,恆星演化和超新星爆炸的過程中,恆星會損耗一些質量,所以這顆黑洞的質量會比原本恆星小。這類經由恆星演化形成的黑洞稱為恆星質量黑洞,它們的質量介於幾個到幾十個太陽質量之間。

文章來源:屋頂上的天文學家

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  • 光沒有質量,為什麼會被黑洞吸進去?或許是自己跑進去的
    光沒有質量,黑洞為什麼可以吸住光?光並不是被黑洞吸進去的,而是自己走進的。演變成黑洞的恆星質量比黑洞還大,但它卻無法把光吸進去,因為它體積(半徑)太大,不夠密集,因此單位空間內的質量大小才是決定引力的關鍵因素,光之所以無法逃脫黑洞就是因為黑洞足夠的緻密,例如火箭可以飛出地球,但如果把地球壓縮到玻璃球大小就會成為一個「超小型」黑洞(忽略蒸發),那麼當光進入這個超小黑洞時也無法逃脫。
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  • 如果有一天太陽將內部燃料用盡了,它會怎樣?地球會隨之毀滅嗎?
    太陽造就了地球上的萬物、光照大地、滋養著萬物生長,她是這個世界真正的造物主,但我們這位太陽媽媽並不是長生不老的,太陽媽媽已經年滿50億歲了,太陽從50億年前誕生到現在,她已經燃燒掉內部一半的燃料了,如果有一天太陽將內部的燃料都用盡了
  • 僅次於黑洞的可怕星體——它只有一個城市大,卻有超越太陽的質量
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  • 距離地球最近的黑洞在哪裡?地球會受到影響嗎?
    黑洞是大質量恆星最終的歸宿,由於它極其巨大的引力,任何物質包括光線都不能從黑洞中逃逸,所以科學家們還沒有真正意義上的觀測到「黑洞」,只是通過觀察到圍繞它運行的星體狀態進行間接觀測。質量大的恆星,在內部氫聚變結束之後,還會持續進行其它核聚變,比如由氦到鋰、由鋰到鈹,等等,最後一直持續到鐵為止。在此過程中,恆星體積逐漸膨脹,形成超紅巨星,鐵元素陸續聚集於恆星內部,不再釋放能量,當向內的引力大於向外的輻射壓力時,超紅巨星發生塌縮。在巨大引力作用下,電子簡併壓不能支撐由自身重量產生的引力作用時,原子核外電子被壓進原子核內,與質子結合形成中子,形成中子星。
  • 科普一下,假如太陽變成一顆黑矮星,我們的世界會怎樣?
    人類和植物的生長都離不開太陽,太陽已經照耀地球46億年了。今天我們提出一個十分有意思的話題,假如太陽變成一顆黑矮星,我們的世界會怎樣?恆星都在不停地進行核聚變,當恆星內部沒有足夠的氫元素來維持這個過程的時候,恆星的壽命也就走到了盡頭。太陽因為質量不夠,沒法變成中子星。
  • 如果我們的太陽變成一個黑洞,會發生什麼後果?
    如果我們的太陽被黑洞取代會發生什麼?根據目前的理論,在30-40億年後,我們的太陽會變得更熱,然後它將在大約50億年內膨脹成紅巨星。然後吞下內部行星,最終縮回到白矮星。變成白矮星後,這種亮度水平足夠強烈,壽命足夠長,有可能允許新生命的出現,如果不是在地球上,那麼可能是金星或水星。當然,這些都是後話。那麼如果我們的太陽變成一個黑洞,會發生什麼後果?
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    今天上午,上海科技館報告廳座無虛席,許多家長帶著孩子來聆聽上海科普大講壇,中科院上海天文臺臺長沈志強研究員、左文文副研究員圍繞「人類第一次用望遠鏡拍到黑洞照片」這一熱點新聞,為公眾講解了黑洞的性質以及甚長基線幹涉測量(VLBI)技術觀測黑洞的科學原理。「有夢想,有機會,有奮鬥,一切美好的東西都能創造出來。」