如果有一個很小的黑洞 比如說一個細胞大小 如果將手指伸向它 會發生什麼?

物理 黑洞 微型黑洞


引力和潮汐力不是一個概念吧?
一個1.7米的人,體重70公斤,並將這個人視為一個三球模型,在頭頂、腰中部和腳底分別為三個質點,質量分別為70/3公斤。
考慮黑洞距人體中部的距離為1米,那麼在腰這個位置受到的加速度為4.4e11 m/s^2,也就是100億倍的重力加速度。而在頭頂或者說腳底這個位置收到的加速度為3.4e11。那麼頭頂處受力7.94e11N,腰受力1.04e12N。也就是說,中間的剪力差為2.48e11N。
這是多大的值呢?考慮在地球上,這相當於2.5e10kg產生的重量,這是兩千五百萬噸的東西撞向一個人的腦袋。。。。。

潮汐力特指因各點的引力場不相等的造成的內部拉扯力。最早也是最明顯的現象就是潮汐,所以命名為潮汐力。


一個細胞大小的黑洞,假設其Schwarzschild半徑R_g=10{
m mu m}=10^{-5}{
m m},那麼其質量Mapprox 6.7	imes 10^{21}{
m kg}
就算不用GR,直接用牛頓力學算,假設你離這個黑洞1m遠,你的體重是70kg,那麼你和黑洞間的引力就約為frac{GMm}{r^2}approx 3.1	imes 10^{13}{
m N}
如果你離黑洞2m遠,那麼你和黑洞間的引力就約為frac{GMm}{r^2}approx 7.9	imes 10^{12}{
m N}
很明顯可以看出,在這個距離上,這樣一個黑洞的潮汐力足以把你撕得粉碎
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順便補充一下,三體3中有一個物理學家高way據說被吸進了黑洞里去
根據書中的描寫,這個黑洞本來是由環日加速器製造而出的超微型黑洞,吞噬了木衛十三後被囚禁在「光速二號」空間站中,後來把高way吞了進去
木衛十三(Leda)的質量約1.1	imes 10^{16}{
m kg},其Schwarzschild半徑R_gapprox 1.6	imes 10^{-11}{
m m}=0.16{
m AA},而不是書中所說的21納米
但是這都是小細節
重點在於,類似前面所計算的那樣,光速二號中的黑洞周圍的潮汐力是極其可怕的,高way根本不可能活著接近黑洞——他在墜入視界面以前就已經被撕成碎肉了

更離奇的是,那個人影各部分的比例是正常的,也許是由於黑洞很黑洞很小,潮汐力並沒有作用到他身上。他被壓縮到如此微小,但那一處的空間曲率也極大,所以不止一名物理學家認為視界上的高Way身體結構並沒有遭到破壞,換句話說,現在他可能還活著。

我實在不能理解,黑洞小為什麼潮汐力就不作用在他身上了……
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我不是很明白,為什麼很多人認為這個黑洞會瞬間蒸發
前面算出來,這個黑洞的質量Mapprox 6.7	imes 10^{21}{
m kg},其壽命	ausim 10^{49}{
m s},而宇宙的年齡	au_0sim 10^{17}{
m s},這個黑洞甚至可以存活到宇宙滅亡
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關於黑洞的壽命(以下因為要進行數值計算所以不使用自然單位制):
Berkenstein和Hawking提出了黑洞熱力學,認為黑洞的熵S=frac{k_{
m B}c^3}{4hbar G}A
對於Schwarzschild黑洞,有{
m d}M=T{
m d}S,故T=frac{hbar c^3}{8pi k_{{
m B}}G}frac{1}{M}
可以看出,黑洞是一個負熱容系統,若黑洞溫度高於環境溫度,它將通過輻射放出能量。而其熱容為負,則永遠不會達到熱平衡,輻射將維持到能量耗盡為止。按照黑體輻射公式,黑洞的物質輻射率為frac{{
m d}M}{{
m d}t}=-sigma AT^4=-frac{pi^2k_{
m B}^4}{60hbar^3c^2}frac{16pi G^2M^2}{c^4}left(frac{hbar c^3}{8pi G M k_{
m B}}
ight)^4=-frac{hbar c^6}{15360pi G^2}frac{1}{M^2}
積分得到一個質量為M_{
m BH}的黑洞的壽命t_{
m total}=frac{5120pi G^2}{hbar c^4}M_{
m BH}^3
其中Gapprox 6.67408	imes10^{-11},{
m m}^3 cdot {
m kg}^{-1}cdot{
m s}^{-2}hbarapprox 1.054571800	imes 10^{-34},{
m J}cdot{
m s}c=299792458,{
m m}cdot{
m s}^{-1}(數據來源:2014 CODATA)
代入數值,得到tapprox 8.41092	imes 10^{-17} left(M_{
m BH}/1,{
m kg}
ight)^3,{
m s}
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評論區 @蘇察哈爾燦 :

黑洞不是可以吞噬一切物質嗎?光都不能逃逸,為嘛輻射可以逃出來,輻射都是什麼,伽馬射線之類的東西嗎,輻射的速度比光速快嗎?

這個問題問得非常好,這也是目前黑洞研究中幾個尚未得到解決的問題之一。這位知友所說的吞噬一切物質的黑洞是經典黑洞,或者說是廣義相對論中的黑洞。而黑洞的熱輻射則是量子效應的結果。
廣義相對論認為,有質量粒子也好,光子也好,越過了視界面就再也不可能回頭了。視界面是球坐標系下時空度規的坐標奇點,這個奇點是平凡的,因為視界半徑處的Riemann曲率張量的各個分量是有限的,奇異性可以通過坐標變換(Eddington坐標、Kruskal坐標等)消除。對於一個落入黑洞的共動觀測者,在穿過視界面時他所觀察到的物理規律和在黑洞外的其他任何地方看到的物理規律是一樣的。
但是,描述物理世界的理論除了經典的廣義相對論以外,還有量子理論。20世紀70年代,Stephen Hawking提出,量子力學中的真空漲落若發生在視界面上,那麼會有一個帶負能量的虛粒子掉入黑洞,另一個攜帶正能量的粒子則會逃逸,這就是所謂的霍金輻射(Hawking radiation)。霍金輻射會使得黑洞的所有質量在在足夠長的時間後蒸發殆盡。當然,自然界中的黑洞會不斷吞噬氣體和塵埃,這一點輻射完全可以忽略不計。
但是,假如我們考慮一個孤立的黑洞,那麼由於黑洞發射的輻射會具有黑體輻射的特徵,可以認為黑洞有「溫度」這一屬性——這與廣義相對論所宣稱的「黑洞無毛」是明顯矛盾的。黑洞有溫度和熵,則說明它應當具有某種離散的基本成分所組成的微觀結構,這也與廣義相對論所描述的黑洞的光滑結構完全不同。
此外,黑洞信息悖論和量子糾纏在黑洞中的應用問題(量子糾纏只允許一對粒子的糾纏,但是對黑洞信息悖論的解釋——所謂的AdS/CFT correspondence,會得到這樣的結果:一個逃逸出黑洞的霍金輻射光子不僅與原先掉入黑洞的光子糾纏,還與之前已經逃逸出的所有粒子所構成的系統糾纏,而這是不符合量子理論的)也告訴我們:在黑洞附近,廣義相對論和量子理論的矛盾可以說已經不可調和。想要完全理解黑洞的行為,我們需要一套完整的量子引力理論來進行解釋。


細胞那麼大的黑洞已經不小了,你手指碰到它之前,你身體前後的引力差就會把你撕碎。死得透透的那種。


在看到這個之前,剛看完「作死是一種怎樣的體驗」


之前看過好像一個戒指大小的黑洞就可以吸掉整個地球惹(〃?ˇ?ˇ?〃)


你會變成兩道X射線


你會發現沒有一點光然後第二天你躺在床上而且聞到一大股酒味


看了一下各位學霸的回答~所以其實題主提的問題和問題的描述不匹配~
一個細胞大的黑洞已經很大了


會被老師罰站


被吸進去然後進入到黑洞里的世界


怎麼。。感覺。。怪怪的。。。


嚴格來說這樣的黑洞並不存在,因為黑洞太小所產生的霍金輻射在你手指伸向它時這個黑洞瞬間就消失了


會以為自己昏厥,然後第二天一身酒氣的醒了


在你的手指靠近他之前,黑洞瞬間就蒸發掉了。越小的黑洞蒸發也就越快,而且速度成指數倍數增加,十億噸級黑洞的壽命與宇宙年齡相當,而一千噸級黑洞的壽命僅有1秒。


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