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?
首先可以肯定的是,我們的太陽沒有足夠的質量來成為一個黑洞,或者說中子星。要成為這些重量級天體,需要更加龐大的質量。要成為中子星,恆星必須超過錢德拉塞卡極限,也就是太陽質量的1.3到1.4倍。如果要變成超新星然後變成黑洞,大約需要10個太陽質量。
當然,如果沒有某種不尋常的質量吸積(也許與另一顆恆星合併),我們的太陽就不能成為黑洞。如果一顆大恆星變成一個黑洞,那麼它只能擁有恆星的質量。如果這顆大恆星變成了超新星,它會把自己的大部分吹進真空中,只有剩下的質量變成黑洞。
如果太陽變成黑洞,那麼這樣的黑洞的史瓦西半徑約為3公裡。除非離得太近,否則什麼也吸不進去。和太陽一樣,黑洞的生命周期也是有限的。它們會蒸發,這個蒸發時間決定了它們的壽命。一個與太陽質量相同的黑洞要花相當長的時間才能完全蒸發。如果你計算一下,結果是2×10^67年,而我們的太陽還有40億年。
但是,當我們的太陽變成黑洞的那一霎那,人類是無法瞬間感知的,因為太陽上的光需要8分鐘才能達到地球,準確的說,在需要8.3分鐘後,我們失去光明。
沒有陽光和月光,宇宙本身將成為太空可見光的唯一來源。太空中會有足夠的光線讓我們看到周圍。電力和化石燃料可以在一段時間內使用,這樣城市和城鎮就可以像一個典型的夜晚一樣繼續由人造能源照明。不過,到處都是夜晚。光合作用會立即停止。地球上99.9%的自然生產力是通過光合作用完成的,光合作用需要太陽。我們的植物和樹木會在幾天到幾年的時間內滅絕。
另一個問題是地球會變冷。有了太陽,地球表面的平均溫度才可以達到舒適的溫度。如果沒有太陽來補充能量,地球將以指數級的速度輻射熱量。到沒有太陽的第一年年底,全球平均地表溫度將達到-73攝氏度,而地球上幾乎所有的生命都是因為太陽而存在的,也就是地球上的生命將會不復存在。
不過儘管太空在無限長的時間內處於寒冷狀態,但在地殼之下,地球還是相當溫暖的。在它的核心深處,放射性元素衰變,提供了使得核保持在5000攝氏度所需的能量。
但是在太陽消失一年左右之後,地球上的海洋就會結冰。因此,在太陽被取代後的數十億年裡,液態水仍可能存在於我們的海底,並被其上方數英裡的冰所保護和隔絕,並被來自地球內部的海底加熱。
因此,儘管沒有太陽,地球上的生命仍然可以存在一段時間。