黑洞是非常非常重(質量大)的天文物體,當我第一次了解黑洞的時候覺得這些黑洞非常的炫酷,而且屬性怪異,如果自己能製造一個黑洞就好了。哈哈,說道要製造一個黑洞,那我們今天就來假設一下,如果可以的話。
如果要製造一個黑洞,它需要的不僅僅是足夠大的質量,還要足夠大的密度,即足夠大的質量塞滿了足夠小的高密度空間。那麼我們需要多少質量和多大的密度才會發生變化呢?黑洞的形成雖然很複雜,但是基本上就兩種可能的途徑,比如一開始,用固定量的物質進行壓縮,然後越來越小,直到達到了它的密度足以成為一個黑洞的零界點(其實就是超新星將超巨星的核心變成黑洞),或者繼續向現有的物質繼續添加物質,一直讓它到達零界點而變成黑洞(比如兩個中子星合併,它們就會形成一個黑洞)。
其實你只需要知道兩件事就可以非常粗略的計算出這些臨界點,即什麼是史瓦西半徑公式,以及公式球形物體的質量。史瓦西半徑是事件視界距離黑洞中心的距離,在這個距離之內沒有任何東西能夠逃脫,包括光。你也許知道它叫做事件視界。史瓦西半徑有多大取決於黑洞的質量,也就是說黑洞的質量越大,史瓦西半徑就越大。
順便說一句,史瓦西(Schwarzschild)在德語中意為「黑盾」,對於為黑洞事件視界命名的物理學家來說這是不是非常恰當啊。好了現在讓我們盲目地使用這個公式來開始計算其它物體的史瓦西半徑吧,比如太陽的史瓦西半徑大概是3千米,地球大概是1釐米,那一隻貓呢?咳咳,我們今天就放過這隻小貓咪吧。你問我這些是什麼意思呢?好吧,沒什麼,因為太陽,地球和貓不是黑洞。但是原則上,任何被擠壓到史瓦西半徑大小的物體都將會成為黑洞。
是不是很難想像擠壓整個地球讓它變得如此之小(約1釐米)?但當超巨星死亡時,它們的超新星爆炸時非常強大的,它們可以壓縮這顆星核達到史瓦西半徑的零界點然後變成黑洞。如果你沒辦法獲得超新星爆發強度的壓縮,那就通過不斷地給你的物體添加更多質量來製造黑洞。一個物體地史瓦西半徑與其質量成正比,當物體的質量增加時,其史瓦西半徑也會增加。這意味著什麼我想你們已經猜到了,所以我們只需要不斷地向地球添加物質,最終它將適應自己地史瓦西半徑,然後就會坍縮成一個黑洞。對於具有巖石密度地球來說,這個零界點地大小約為1.4億公裡(我覺得我們地地球在變這麼大之前就早就變成了一顆中子星)基本上就是到太陽的距離。
到這裡我們來回顧一下:如果你想把你的貓變成黑洞,你有兩個選擇:要麼將其壓縮至原子核大小的萬分之一,要麼將其複製出超過太陽大小的貓堆。