一本正經地胡思亂想:黑洞如何吞掉地球?

一提到黑洞,大家馬上就會想到這頭星空怪獸,吞噬一切的饕餮樣子。

你有沒有一本正經地胡思亂想過:有朝一日,如果黑洞降臨到我們頭上,吞掉地球會是什麼樣?

你可能會反問,市面上光是叫《黑洞》的片子就有好多部,科幻大小片兒、科普長短紀錄片、愛情風月片、國產反腐劇……統統都能塞進黑洞里,這裡面肯定有你說的情景吧。

說實話,有倒是有,就是不太靠譜,不那麼科學。

那麼正確打開「黑洞吞掉地球」,到底什麼樣?

基本上就像這樣。

我說的是基本上。整個過程是對的,但是缺少一些關鍵環節,很容易誤導大家。??下面我們就來搞清楚黑洞饕餮的幾個關鍵點——

①黑洞之所以能夠吞噬一切,並不是因為它的巨大引力總量,而是具有超高的引力密度。

也就是說,從遠距離來看,黑洞的引力總量其實跟相同質量的其他天體一樣。

舉個例子,假如動用神力,現在就把太陽坍縮成一個黑洞,地球和其他各大行星,還會在原來軌道上轉圈跑,並不會被吞掉。

為什麼?

我們知道,儘管黑洞是一種自身引力極強的天體,強大到足以吸住光線都逃不掉——但,只有在黑洞有去無回的勢力範圍內,才會顯現這種魔力。

這個有去無回的勢力範圍,學名叫黑洞的事件視界Event horizon,簡稱視界。其實,視界就是地平線的意思——當夜幕降臨時,太陽落到了地平線以下,太陽依然存在,只是我們看不見它了。

同樣,我們觀測黑洞也是這樣。當我們的觀測利器——光到達黑洞視界時,就被黑洞的強大引力彎曲了,吞噬掉,無法折返跑,不能跑回來給我們通風報信。

所以呢,對於我們來說,永遠無法親眼看見黑洞,這就好像宇宙存在一個巨大窟窿似的。難怪,物理學大師惠勒給它取名叫黑洞!

這個可怕的黑洞視界到底多大?

在物理學上有一個專有名詞——史瓦西度規。

你可以簡單想像成:以黑洞內部一個引力、密度都無窮大的點——奇點為中心,以史瓦西本人算出來的引力半徑——【史瓦西半徑】為半徑,劃定一個黑洞勢力範圍,最簡單是球狀的(複雜的還有南瓜狀、甜甜圈狀的)。

請記住:只要闖進史瓦西半徑劃定的黑洞視界,你我就沒得跑了。

史瓦西半徑有多大?

  • 拿太陽來說,它的史瓦西半徑大約3公里。如果把太陽的全部質量都壓縮到半徑2.95公里範圍之內,我們的太陽就變成了一枚黑洞。
  • 地球的史瓦西半徑呢?只有9毫米!這相當於把地球壓成一顆葡萄乾,才能變成黑洞。

  • 人類已知最大黑洞,位於英仙座NGC1277星系的中心,170億倍太陽質量大!史瓦西半徑高達296億公里,幾乎是太陽到冥王星的5倍。幸好離我們有2.5億光年遠!

說了這麼多,你只要記住:只有亂入黑洞的吞噬範圍——史瓦西半徑,才是肉包子打狗,有去無回。

要是躲在比史瓦西半徑遠點的地方,當個吃瓜群眾呢?

這張圖說明得很清楚。

紅圈以內就是史瓦西半徑劃定的黑洞視界,死亡地帶。

兩倍史瓦西半徑劃定的區域內,屬於危險區??。不管是地球、還是飛船,闖進這個區域有被吸進黑洞的危險,但不一定。

因為這個區域的離心力更強大,要比黑洞引力大很多,因此大多數天體/飛船都會被甩出去,形成這種複雜多變的典型軌道。除非天體/飛船的運行軌道筆直衝向黑洞,那就相當危險了。

三倍史瓦西半徑劃定的區域內,屬於風險區。黑洞自轉時會拉扯周圍空間形成一個漩渦,就好像颶風中的氣旋一樣。有可能被甩進危險區,也可能被甩出去。

三倍史瓦西半徑劃定的區域範圍之外,屬於安全區。天體、飛船,或者你我都可以當個吃瓜群眾,坐觀黑洞吃相。

②黑洞數量遠比我們想像得要多。

一提到黑洞,動輒就是億萬光年之外,好像離我們地球很遠似的。

其實,就拿我們銀河系來說,大約存在著1億個黑洞,當然基本上是3~30倍太陽質量的小質量黑洞。儘管這個數據是天文學家計算出來的,而非實際觀測,但按照恆星演化模型預測,這是個必然結果。

天文學家估計,離地球最近的黑洞,很可能就在300光年的宇宙深空。

③如果地球遭遇黑洞,並不是一口生吞,而是潮汐力撕碎地球,吸入一切。

小小月球都能對地球海洋產生漲潮現象,何況是宇宙怪獸黑洞!

只要靠得足夠近,自帶巨大潮汐力的黑洞就會像拉麵師傅那樣,拉扯我們地球,引發全球地震、巨型海嘯、火山爆發……撕開地表,撕裂地殼、地幔,造成岩漿迸射……結果就是撕裂一切,像龍捲風一樣貪婪吮吸,吞噬地球的一切——Game Over!

儘管我們尚未觀測到黑洞吞噬行星的慘烈,卻捕捉到吞掉恆星的過程——

2011年8月,距地球40億光年的一個黑洞彷彿魔鬼般,瞬間把一顆附近的恆星撕碎,迸發出一團發光等離子體後消失在宇宙深處……這是人類首次觀測黑洞吞噬天體的驚悚一幕。

黑洞吞掉地球的事兒,想想過把癮就行了,就此打住。


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