星空如此浩瀚,上仙帶你去看。
大家好,我是星學菜上仙!
「黑洞」乃是宇宙中強大與神秘的代名詞,也是星學界經久不衰的話題。
在我們的認知中,黑洞是狂暴的,貪婪的,它能夠輕易撕裂如太陽般的恆星並將其吞噬。
那麼,有人就會問,如果黑洞足夠小,那它還有如此威勢嗎?
本期,上仙便帶大家探討一下,直徑僅為一釐米的微型黑洞,能否對人類、對地球構成一定威脅。
在此之前,本仙必須為你等澄清一個誤區,那就是黑洞沒有體積,或者說黑洞的體積無法用三維的概念來描述。
因此,我們直接用直徑來框定黑洞大小本就是錯誤的。
在星學界的認定裡,黑洞的理想狀態是一個奇點,和宇宙大爆炸之初的奇點有所不同,黑洞的體積無限小,但質量是可以計算的。
而描述黑洞的大小,可以用到的概念為史瓦西半徑。
對於許多初入星學的凡人,還不能理解何為史瓦西半徑,本仙在此用簡單的方式描述一番。
我們都知道,黑洞可是連光都能夠吞噬的,不過黑洞的吞噬範圍也有一定的限度。
在黑洞的吞噬範圍之內和吞噬範圍之外存在一個臨界區,這被稱之為黑洞的事件視界。
在視界內,一切物質都無法逃逸,光子也不例外,而在視界之外,物質會受黑洞引力牽扯,但不會被立即吞噬。
所謂的史瓦西半徑,就是從黑洞「奇點」到事件視界的距離。
在初步了解史瓦西半徑後,我們來看看它的公式。
這個公式其實很簡單,
公式中的R就是史瓦西半徑。
G為引力常量(G=6.67×10^-11N·㎡/㎏),
M為物質的質量,
c為光速。
我們的地球質量為5.965×10^24kg,假如地球可以塌縮為黑洞(我說的是假如),那麼由公式可以計算出,地球的史瓦西半徑僅為9毫米。
也就說,直徑為一釐米的黑洞,其質量差不多為地球質量的一半。
那麼,直徑一釐米的黑洞會不會對人類,對地球完成威脅?
答案是肯定的,物體的引力與質量成正比,地球的質量大於黑洞的質量,所以黑洞會受地球引力而落向地球。
一釐米黑洞的質量就超過了地球的一半質量,如此重的物體落下,地球有可能承受得住嗎?人類有可能安然無恙嗎?
地球或許會被擊穿,擊碎的吧!
當然,黑洞的引力才是它的最大"殺手鐧",一個僅有一釐米的黑洞,其外在的引力雖不如地球,但其視界內的引力可以說是無限大,連時空都能夠扭曲。
在如此強大的引力之下,地球會它被一點一點地吞噬掉,被黑洞的引力拉長,撕碎。
這個過程不會太短,黑洞的吞噬能力會隨著自身的質量變大而變大,一個質量還不到地球的黑洞,其吞噬能力並不會如何的恐怖,想要將地球"吸乾",恐怕得花費數百萬年。
單從這一點來看,黑洞最擅長的吞噬能力,反而不會立即對人類造成致命威脅。
然而黑洞的溫度也絕對不能被忽視,據天文學家計算,黑洞的輻射與其質量成反比。
一個質量相當於太陽的黑洞,它的輻射微乎其微,其溫度很小很小,快要接近絕對零度。
而一個質量還不如地球的黑洞,那麼,它的溫度就極為可怕了,微型黑洞的溫度理論上可達千萬甚至上億開爾文。
那麼黑洞就真的如此恐怖嗎,一釐米的黑洞就能毀滅地球?
並非如此,早知道,黑洞除了吸積之外,它也時刻在被蒸發。
如果黑洞的吸積速度慢於蒸發速度,那麼它最終會消失不見,也就不能再對地球造成威脅了。
當然,以上這些均為理論猜測。
實際上,人類發現的最小的黑洞也有太陽的3倍。
而理論上,恆星塌縮成為黑洞的最低條件為太陽質量的1.44倍。
地球與太陽都打不到這個條件,也就是說,根本不可能會存在一釐米的黑洞。