假如一个直径一厘米、质量一吨的黑洞靠近地球会怎么样?

魅力新万州



宇宙中是不会存在直径一厘米而质量只有一吨的黑洞的,这种密度的物体甚至连白矮星都比不上,充其量只能算是一个密度比较大的球体而已,对地球不会有任何影响,因为它太轻了。

黑洞是物质密度达到一定程度后的产物,如果把地球强行压缩成黑洞的话其史瓦西半径就只有9毫米,也就是说原来半径6371km的地球变成黑洞后半径就只有9毫米了,而这9毫米半径的黑洞质量却相当于整个地球。太阳压缩成黑洞后的史瓦西半径是3km,但这黑洞同样包含着原来整个太阳的质量。


从理论上来说,任何物质只要压缩到一定程度都可以变成黑洞,我们人也一样。但一吨重的物体仅仅压缩到一厘米是远远不足以坍缩成黑洞的。天体的史瓦西半径意思就是只要把这个天体压缩到这个数字,那么就能变成一个黑洞。

目前的我们并没有能力制造小型黑洞,而宇宙中的黑洞也不会自己跑到地球旁边,但假如说有外星人之类的第三方力量向着地球发射了一颗小型黑洞炸弹,那么当它和地球距离靠近到一定程度之后,地球的物质就会被黑洞撕碎然后吸收,最终整个地球都会被黑洞吞到肚子里。


宇宙探索未解之迷


在回答这个问题之前,我先结合题主所说的计算一下直径为一厘米、质量为一吨的“黑洞”的密度情况。

首先我们先将厘米转换为米,即1厘米=0.01米,然后根据球体的计算公式(4/3πr³)可求得该“黑洞”的体积V黑=4/3*3.14*0.01=0.000000523立方米,最后由密度公式之一(ρ=m/V)可求得该“黑洞”的密度ρ黑=1/0.000000523=1910828.025吨/立方米,其密度约为地球的34.7万倍,这密度无疑是很大的,但是它会形成黑洞吗?下面我们就以刚刚拍到真容的M87星系黑洞为例来进行剖析。

现在已知太阳的体积和质量分别为1.41155E+27立方米和1.9891E+27吨,可求得太阳的平均密度约为1.4091吨/立方米,而又知M87黑洞的体积是太阳的680万倍,质量是太阳的65亿倍,可求得该黑洞的体积和质量分别为9.59854E+33立方米和1.29292E+37吨,进而可以求出其平均密度为1346.991818吨/立方米,约为太阳的1000倍。

我这里纯粹靠已知的太阳和M87黑洞的参数来进行比对,然后得出各自的比值,还没有用上史瓦西半径等计算公式,不过也有算的与水的密度相当的,也有算的比空气的密度还低的。


很显然,算到这里仅靠平均密度是不足以说明问题的,因为从史瓦西半径公式可知,黑洞的平均密度与质量的平方成反比,而随着黑洞质量的增加,体积也会增加的更快,所以黑洞的平均密度会随之迅速下降,因此可以说体积越小的黑洞平均密度越大,而体积越大的黑洞平均密度越小,只是中心奇点密度无限大而已,M87黑洞就是个头很大的那种。

在这里,需要再引入另外一种真正高密度的天体——中子星。众所周知,中子星是仅次于黑洞的第二种极端天体,它是质量介于太阳质量的1.44~2倍的恒星在演化的末期所形成的产物,其密度足够大,假如从它的表面“扣”一块手指头那么大的物质(约1立方厘米),其质量可达1亿吨以上,同样可以根据密度计算公式可求得这块物质的密度ρ物=1E+14吨/立方米,是题主假设“黑洞”密度的5200多万倍。

从以上的推导来看,这个直径为一厘米重一吨的黑洞假设不成立,因为根据计算出来的密度来对比,它比黑洞(密度是无限大)、中子星(约100万亿吨/立方米)以及白矮星(约1000万吨/立方米)的密度都要小得多得多。

不过这么重的一颗高密度物质靠近地球可得提防,万一撞向地球如果在大气层内还未毁灭,坠落到地球表面岂不是要砸出一个很深的窟窿。


地理那些事


假如一个直径一厘米、质量一吨的黑洞靠近地球会怎么样?

如题这其实是两个问题,而且这个问题能不能成立还需要计算一下,因为这同时指定了黑洞的两个极为关键的参数,而且这两个参数是存在相互关系的!废话不说,先来看看标题是否正确!

一、直径一厘米的黑洞?

黑洞其实是没有直径的,一般说的直径就是黑洞视界的直径,假如一个直径1厘米的黑洞,那么表示它的史瓦希半径就是0.5厘米,反推质量并不是一件难事,将r=0.5CM代入公式即可计算得:

m=3368647596464833733133433.28千克

即:3.37*10^26千克左右!

地球的质量约为:5.965*10^24千克

大约是地球质量的56.5倍!

如此一个质量的物体靠近地球,这绝对不是一件什么好事!

假如1CM直径的黑洞靠近地球,那么就如上图这样,地球直接就被吞了!

二、一个直径1CM,质量为1吨的物体?

体积为:4/3×3.14×(1/2)^3=0.5236立方厘米

那么由密度ρ=m/V得:1吨/0.5236=1.91吨/立方厘米!

即:1910000克/立方厘米

太阳内核密度大约为:150克/立方厘米;

白矮星物质密度约为:1000000克/立方厘米;

中子星物质密度约为:8×10^(14-15)克/立方厘米;

可以对号入座,大约为稍高于白矮星密度,但远低于中子星密度,因此这个1CM直径/一吨的物质就相当于白矮星物质!在失去白矮星环境后,被引力束缚至原子核附近的电子简并压力支撑不再继续坍缩!那么失去质量产生的引力束缚之后,这个压力是会释放的!极有可能的情况是这直径1CM/吨的小球会瞬间恢复为原状,约将恢复到碳的密度(1.8吨/立方米),大约:0.55立方米,即:0.55M直径左右!

瞬间膨胀的倍数约为973972.416倍

1克TNT爆炸大约会产生1.09升气体(TNT的密度大约为1.654左右)

看来这个爆炸威力和TNT差了也不大!

这个直径1CM/吨的球球在地球上的能量也就1-2吨TNT的威力,对地球也没啥影响,只要人跑的远一点就行!


星辰大海路上的种花家


首先这问题问的很不现实。

首先直径1cm,质量为一吨的物体能不能形成黑洞。而且黑洞一般是由恒星演变而成的,质量还不能太小,即使是太阳的质量也不足以形成黑洞。

所以,这个直径1cm的,重量1吨的物体,最多也就是个密度很大的小球而已,可以说对地球造不成任何威胁我们也无需担心。

想回答题主的问题,还需要做一个假设,因为真正的黑洞无论大小,只要靠近太阳系,连太阳都会被吞噬掉,所以黑洞如果出现在地球附近,地球无疑会被吸进去。


总之这个物体是不会形成黑洞的,如果真的有黑洞在对地球附近,无论大小都会把地球吞噬掉。


神秘大百科


直径一厘米,一吨,黑洞这三个数据是凑不到一起的,必须去掉一个,但我想题主可能是想一个微型黑洞会对地球可能产生的影响吧。

其实这事并不复杂,黑洞的存在必须有一个强大的引力或空间扭曲足以使物质至少实现两次简并,而这个强大的引力,尤其是第二次简并,需要将组成中子的粒子强压在一起,物理学家们做过类似的实验,其结果就是无法维持足够的时间使简并压持续存在,黑洞在极短的时间内就瓦解了,或者叫蒸发了,因为简并压一但小于某一临界值,这些基本粒子就各自逃逸了,连重新组成中子的逆简并态都没出现,因此,宇宙中如果有天然出现的一个微型黑洞,哪怕有地球质量数十倍的质量,也会在离开高压环境后迅速瓦解,真的是毛都不剩,压根没机会靠近太阳系,更别说接近地球了。


buxz


直径一厘米,质量一吨的黑洞?在整个宇宙的天体中,可能存在这样的奇葩物质,但这个物体不会是黑洞,也不会具备黑洞的所有性质,人类和地球根本无需担心。



直径一厘米,质量能达到一吨,按地球上的常态物质对比来看,是人类文明科技目前无法达到的水平,也就是人类目前还没有能力人工制造出这种物质。按照密度比来看,这个小球的密度差不多是地球上水的一百万倍了,也可以达到黄金的5.5万倍左右。我们可以简单理解为克服了强相互作用力的材料。依靠电子简并压维持原子形态,是白矮星上的物质了。

这种材料,打个比方,其实就是三体中,水滴的水平吧。如果放到地球上,当然是无坚不摧的材料。地球上没有任何方法可以摧毁它,它可以轻易的撞击穿透岩层,任何金属壁垒,当然,你需要给予它初始的动能。但是它能做到的,也仅仅是穿透而已了。

而黑洞是不止需要突破电子简并压,更需要突破中子简并压,然后再进一步!是比这种材料更更极端的情况。如果它具有一厘米的直径的话,它的质量差不多具备太阳的大小了吧。这样,它才可以成为黑洞,可以吞噬掉靠近它的任何星体。

当然,这样的小球,如果飞到地球上来,可以轻易击穿地球而沉入地心,最后在地球的核心达到引力平衡,永远留在里面。


猫先生内涵科普



质量一吨的物质压缩成直径一里面,是不会坍缩成一个黑洞的,它的整体密度还比不上一颗中子星,还没有中子星的密度厚,更别说黑洞了。


如果把我们的地球压缩成一个黑洞的话,及其直径也只有一个硬币的大小,当然还分事件视界还辐射。那么黑洞整体来说,虽然看上去很大,但大部分都是黑洞辐射的能量。有一半都是辐射能量,也就是说我们看上去直径一厘米的黑洞,实际上它的直接大小只有0.5厘米。

并且根据霍金辐射定律,质量越小的黑洞蒸发速度越快,像一厘米大小的黑洞应该就会是瞬间蒸发掉,所以在它刚形成的时候,也就蒸发完了。



如果考虑它没有辐射的只吃东西的情况下,那么让一个一厘米的黑洞靠近地球,要是距离地球很远的话也不会有太大影响,不过它的引力也许会吸引住月球和地球,可能性大的会撞到一起,月球撞到地球,把地球撞的粉碎,只后就会有很多卫星围绕这这个微型小黑洞旋转。

一厘米的黑洞大概有地球的大小,虽然体积变小了,但是其质量不变,引力不变。之后这个小黑洞会有很多卫星。


如果把这个微型黑洞放在地球大气层的位置,那么这个小黑洞就会开始吞噬地球了,首先是大气,接着就是陆地海洋,地球会变得非常火热,温度会急剧上升 。直到被彻底的吸进黑洞,就像吸沙子一样。

上面这只是设想,根本不可能存在,在这个微型小黑洞诞生的同时,自身也就蒸发完了。当然宇宙中也不可能存在这样的黑洞。

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黑洞的直径一般指得是黑洞视界的范围,而黑洞的质量主要集中在中心的奇点上。通过黑洞的质量可以对黑洞视界范围进行计算也就是史瓦西半径。这种计算方法的源头就是黑洞的逃逸速度等于光速。

把一颗天体质量代入上述公式,就可以计算出它的史瓦西半径,所以理论上来讲把一颗天体压缩到它自己的史瓦西半径内,这颗天体也就变成了黑洞。例如我们的太阳如果变成黑洞那么它的半径只有三公里左右。而地球变成黑洞,它的半径只有9毫米左右。

而直径1cm的黑洞,它的质量绝对不仅仅有1吨;而质量一吨的天体要想变成黑洞,压缩到直径1cm也远远是不够的。

黑洞是广义相对论研究和预言的特殊天体,黑洞一般有三种:恒星级别的黑洞、星系中心的超大质量黑洞、原初黑洞。霍金研究黑洞曾提出重要理论-霍金辐射,霍金辐射在大质量天体上作用不明显,而在小质量天体上效果很显著。所以意味着小质量天体寿命很短,会很快消失。

如果什么都不考虑就让一颗小黑洞和地球硬碰硬,那么地球的下场会很惨,黑洞朝着地球撞来会直接撞入地球内部,不断震荡中最终停到地心,而地球会被黑洞吞噬殆尽,这一切可能几分钟之内就完成。



科学黑洞


按照题主的说法,这个物体是形成不了黑洞的(直径以及质量都不够格),只不过是一个高密度小球,对地球没有影响。

我们先来看看题主给出的条件:直径一厘米、质量一吨。

首先对于黑洞体积,以史瓦西黑洞为例,我们将事件视界的范围以内称为黑洞,而这个范围的半径就等于史瓦西半径,而史瓦西半径的计算公式如下图

图中G为引力常数、M是黑洞质量、c是光速

我们先来看“直径一厘米”(即史瓦西半径0.5厘米)

代入公式,求出与其对应的黑洞质量,结果为3.37*10^26 千克,这是什么概念?质量达到了惊人了3370万亿亿吨!是地球的总质量的56.5倍!很显然,这和一吨相差的太多了。

再来看“质量一吨”

代入公式,得到黑洞的史瓦西半径为1.48*10的负24次方米,这样的长度远远远远小于0.5厘米。

综上,题主给的条件并不能形成黑洞,只会是一个高密度的小球而已。

如果忽略条件不谈,一颗黑洞逐步靠近地球会发生什么呢?不论这个黑洞的体积是多少(当然也不能太小的了,否则它自身的寿命就太短了,至少要让它消失前能通过吞噬物体来延续生命),结局都只有一个:地球被吸进黑洞。

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赛先生科普


直径一厘米(体积0.525立方厘米),质量一吨。开玩笑吧,密度都不到2吨/立方厘米。白矮星密度约为10吨/立方厘米,中子星密度1亿---10亿吨/立方厘米。地球要想有中子星的密度,那地球的直径只能有20米,且重量不变。(当然,中子星的前身是白矮星或红矮星,再前生红巨星,主星序时是恒星)。如果太阳要成为一个黑洞(理论上不可能,因为太阳的质量不够),直径有多大不好预测,但要小于6千米


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