如果有特大質量黑洞靠近地球,那會發生什麼?人類又將何去何從

2020-12-04 天文在線

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網友提問:特大質量黑洞會造成地球的末日是合乎理論的嗎?如果這樣(以及即使不是這樣),假使這樣的黑洞漂移到足以摧毀我們星球的距離會發生什麼呢?

圖解:位於室女座的超巨橢圓星系——室女A星系(M87)核心內的超大質量黑洞,估計質量約為太陽的65億倍。此影像是由事件視界望遠鏡所拍攝,是史上首幀黑洞的實際影像。

我做了一些思考和一些「相當」粗略的計算。簡單來說答案是肯定的,它「可能」會發生。但可能性很小。而且在任何確實非常糟糕的事情發生之前,我們就會得到相當多的警示。

圖解:上:藝術家描繪超大質量黑洞從鄰近的星體上抽走物質。 左下:超大質量黑洞的X光映像。 右下:超大質量黑洞的光學映像。

下面是詳細的回答:

正如我們的網站提到——但沒有詳細解釋——的,星系中心發現了特大質量黑洞。而且它們的質量可能是太陽的數百萬倍。「可能」會有兩個星系合併的情況,而它們合併的方式會使得兩個星系中心的特大質量黑洞(以下簡稱為「大黑洞」,超大質量黑洞:supermassive black holes,原文簡寫為SBH)彼此非常接近,然後其中一個「大黑洞」以足夠的引力「踢」了另一個,使其被從兩個星系之間射出。「大黑洞」可能會拖動一些恆星,但它大概會依靠自己穿越宇宙。(兩個「大黑洞」不直接融合而發生這種情況是很難得的,但我並不知道有什麼原因會使得它一定「不會」發生。)

圖解:超大質量黑洞從吸積盤中吸積的概念圖。

(以下內容基於我做的一些簡單計算,假設「大黑洞」的質量恰好是太陽質量的100萬倍。)

現在假設這個「大黑洞」碰巧進入了我們的星系,而且實際上在接近我們的太陽系。(再一次,這件事的可能性是如此的低,以至於幾乎不值得考慮。但是想一想仍然是很有趣的。)一旦它開始穿越銀河系,我們就會注意到它所遇到的恆星軌道被打亂了。

圖解:馬亞爾II的核心很可能是中介質量黑洞

事實上,如果它靠近,太陽系繞銀河系中心的軌道也會被打亂。多近會這樣呢? 我想在它距離太陽系約1000光年之內時,我們會開始注意到一些可疑的東西。但是,太陽系繞銀河系中心的軌道受到的破壞可能不會對地球上的生命有任何災難性影響。 事實上,即使我們處於與「大黑洞」的「碰撞過程」,跨越1000光年到「真正的」災難開始之前應該還有幾十萬年。

圖解:大麥哲倫雲面前的黑洞(中心)的模擬視圖。請注意引力透鏡效應,從而產生兩個放大,以星雲最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現在頂部,扭曲成一個弧形。

那麼真正的災難是什麼樣呢? 一旦「大黑洞」距離我們只有數百AU(1 AU =地球和太陽之間的距離),它就會開始嚴重破壞太陽系中的行星運行軌道,包括地球的。 然後我們很快就會被熱死或者凍死,因為我們要麼離太陽太近,要麼就是太遠。之後,有許多不同的事情可能會發生在地球身上。我們可能落入太陽。

圖解:藝術家筆下的黑洞。

我們也可能被拋出太陽系,轉而進入「大黑洞」周圍的橢圓軌道。我們還可能被「投入」「大黑洞」。考慮最後這種情況:一旦「大黑洞」來到距離地球大約1 AU的地方,引力潮汐力就會將地球本身撕裂。在地球圍繞太陽的軌道被破壞(而每個人都凍死或熱死)之後,可能還需要幾年時間,地球才會足夠接近「大黑洞」並解體。

圖解:質量達太陽10倍的黑洞之計算機模擬圖

然後,曾經是地球的一堆瓦礫將落入「大黑洞」。而物理學並不會說明這之後會發生什麼。:-)

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Christopher Springob- astro-挖礦的呆鵝

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