如果在地球上利用科技製造一個最小的黑洞,會不會引起連鎖反應,最終吞噬整個地球?

嘂獸之啄


答:理論上最小的黑洞,存在時間也很短,還沒來得及吸取周圍物質,就已經通過霍金輻射蒸發殆盡。


在量子力學中,存在一個普朗克質量,表示粒子的康普頓波長與其史瓦西半徑相比擬時的質量值,大約是10^-5克。

這也是黑洞的最小質量,小於普朗克質量的基本粒子,由於不確定性原理超過了對應的史瓦西半徑,所以粒子不會塌縮成黑洞。


霍金在1974年提出了霍金輻射,指出黑洞對應於一個輻射溫度,質量越大的黑洞,輻射溫度越低,計算公式為:

於是普朗克質量對應的輻射溫度高達10^31K,會讓黑洞在一瞬間蒸發掉,由於史瓦西半徑太小,根本來不及吸取周圍物質。

在歐洲大型強子對撞機(LHC)運行的時候,圍繞微型黑洞也引發一場爭論,因為有人質疑大型強子對撞機會產生微型黑洞,然後把地球吞沒。

但是LHC的研究人員指出,LHC產生微型黑洞的可能性微乎其微,在宇宙當中,比大型強子對撞機產生能量高的事件到處都是,甚至在地球大氣層外層也頻繁發生。

就算在LHC中產生了微型黑洞,由於霍金輻射,黑洞也將在瞬間蒸發掉,根本來不及吸取周圍物質來擴大黑洞的影響。

LHC從2008年運行至今,也沒有微型黑洞產生的蹤跡,所以之前人們的擔心,完全是多餘的;可以計算,十億噸級別的黑洞,對應史瓦西半徑只有原子核大小,壽命和我們宇宙年齡相當,這樣的黑洞才會對地球產生嚴重影響,但是人類還沒有能力製造出這樣的黑洞。


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這個要看製造出的黑洞質量多大,如果足夠大,那麼黑洞就會慢慢的蠶食掉地球,然後變為一個地球質量的黑洞,其史瓦西半徑只有9毫米,直觀上來看,就是一個直徑約1.8釐米的畸變的時空點罷了。

從愛因斯坦的質能公式來看,E=mc^2,質量與能量是等價的,那麼就可以將一束高能的光集聚在一個點上製造出微型黑洞,這樣的黑洞其體型非常非常的小,為何連用兩個非常呢,因為即便是創造一個質量為50萬噸的黑洞,其體型也不會超過質子的千分之一,渺小的程度遠超我們的想象,這樣的黑洞對於地球來說,沒有影響。不會像電影裡說的那樣,恐怖如斯,然後慢慢蠶食吞噬地球、吞噬太陽系,這只是電影的表述手法罷了。

另外微型黑洞存活的時間不會太久,霍金輻射會使它在相對不漫長的時間內輻射完畢,具體的計算公式如下,大家如有興趣,可計算黑洞質量M=50萬噸的微型黑洞其輻射結束的時間會有多久吧:

(其中G是萬有引力常數、h是普朗克常數、c是光速)

圖/源自網絡,侵刪

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製造最小的黑洞,在單純幻想的層面上講,如果真的存在可製作的,且如同我們所想象的那般小的黑洞,且我們能有可將自己所製造出來的黑洞懸浮起來,讓它不與物質接觸的技術的話,那麼,這個最小的黑洞是不會對地球的存在產生明顯的影響的。但若是在站在帶點科學理論基礎上去幻想的話,那麼,人造黑洞所引起的連鎖反應會怎麼樣呢?

在這裡,小才女不講那些看起來高大上的史瓦西半徑跟什麼方程理論了(其實我這方面的瞭解也不是很足),我只講一點,那就是黑洞之所以被稱之為黑洞,那必定是因為其在足夠小的空間內擁有足夠大的質量,進而才使得它擁有可使時空出現嚴重彎曲的現象。換一種說法就是,一個超高密度的鉛球,它不會引起明顯的時空彎曲的現象,也就是說,它的質量無法滿足可使時空產生明顯彎曲的條件。那麼如果是一個如同喜馬拉雅山一般大的鉛球,然後將它壓縮成一個細菌般的大小呢?它會不會成為一個黑洞?會不會成為一個如同細胞般大小的黑洞?

不管它是否會成為黑洞,但是這方向基本是正確的,也就是說,最小黑洞的存在肯定是一個超級大,超級重的密度點。這個密度點會因為與地球萬有引力的作用而快速沉入地球的核心,而它是一邊沉入地球的核心一邊吸納地球的物質,從而增加其本身的質量,也增大其可吸納物質的半徑。說白了就是一個無底洞般的旋渦會因為不停地吃食著地球而慢慢擴大,最終將整個地球吞噬掉。

那麼,黑洞什麼時候會將地球吞噬掉呢?小才女的答案是幾十億年以後,甚至是永遠吞噬不了地球。

一個如同細胞般大小的黑洞,也就是那麼一個連眼睛都看不見的旋渦,即便他從人體穿過,我們幾乎也是沒有任何感覺的。假使最小黑洞可吸納,可產生明顯的吸力範圍擴大到籃球般的大小,那麼結果呢?其實結果也是差不多的。籃球般大小的旋渦不斷地吃食著地球,這個吃食的速度還不如地球本身向太空中揮灑的物質的量的多呢。

有人說,隨著黑洞吃食著地球,它的質量會慢慢的變大,然後吃食的旋渦半徑也在增大,進而吃食的速度也在加快,這樣也要吃食幾十億年,太誇張了。其實,有人算過,即便我們將整個地球壓縮成一個黑洞,那麼這個黑洞不過只是如同一顆玻璃珠般的大小而已,也就是說,即便一開始,人造黑洞就擁有如同地球那麼大的質量,結果也是差不多的。


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