如果地球上有一個大小為1毫米的黑洞,會發生什麼?

歆琳科普


如果地球上有一個大小為1毫米的黑洞,會發生什麼?這個問題我們首先說下黑洞是什麼,也就是人們對黑洞的定義,以及它如何形成的?

黑洞是什麼?

黑洞是一個密度無限大,空間極度扭曲的天體,其中心位置的引力非常大,即使是宇宙中移動速度最快的粒子(光子)也無法逃脫引力束縛,因此被稱為“黑洞”。我們對黑洞的定義就是如此簡單。

1915年,德國物理學家和天文學家卡爾·史瓦西在愛因斯坦提出廣義相對論的精確解後,得出了現代版本的黑洞。

史瓦西意識到質量有可能被壓縮到一個無限小的點。這將使其周圍的時空無限彎曲,以至於沒有任何東西(甚至沒有質量的光子)可以逃脫黑洞的空間曲率。在黑洞周圍有一個視界面,視界面和無限密集的核心之間的距離(奇點),以史瓦西命名,稱為史瓦西半徑。

理論上,所有質量物體都有一個可以計算的史瓦西半徑。如果把太陽的質量壓縮到一個無限小的點上,就會形成一個半徑不到3公里的黑洞。類似地,根據地球的質量,無限壓縮地球我們就會得到一個史瓦西半徑只有9毫米的黑洞,不到1cm,如果忽略其質量和引力,你完全可以把地球拿手上盤它!

黑洞是廣義相對論的一個奇異解,幾十年來一致飽受爭議,最大的問題就是它是否存在,但隨著中子星等其他極端天體的發現,以及天體物理學的發展,尤其是我們現在還獲得了第一張黑洞照片,因此今天人們相信大多數星系的核心都有一個超大質量黑洞。但也有例外,有些矮星系中心並沒有黑洞,依然運行完好,因此黑洞並不是整個星系的引力源,這跟我們熟知的太陽系不一樣。

黑洞是如何形成的?

現在普遍認為,質量至少是太陽質量(8倍也有可能)10倍的恆星,一旦燃料耗盡,其核心就會發生極端的引力坍縮,產生Ⅱ型超新星爆發。在一個有限的空間中,巨大的質量會克服原子之間的簡併壓力,一路坍縮成一顆黑洞。

這時現代典型天體黑洞形成的過程,而另一種微型黑洞已經被提出,但從未被觀測到。這些微型黑洞被認為是早期宇宙在真空暴漲時期由高密度區域坍縮形成的,它們被稱為原始黑洞,質量很小,有些甚至接近地球的質量,和地球的史瓦西半徑差不多。

如果地球上有一個大小為1毫米的黑洞,會發生什麼?

首先我們並不會被黑洞直接吃掉,反而這是一個比較緩慢的過程。人們對黑洞的普遍誤解是,它們是宇宙中的真空吸塵器,吞噬著周圍的一切。但現在的觀點認為它們不是哪種鐵公雞,只吃不吐,也就是說黑洞的胃口並不大。它們吃多了也會往外吐,這就是我們常說的黑洞物質噴流,其破壞性極大。現在讓我們做一些計算。

如果地球是黑洞,則其半徑為9毫米。這意味著1毫米的黑洞的質量約為地球質量的10%。這意味著微型黑洞吞噬物質不成問題。

假設黑洞出現在地球表面,它的影響範圍大約是地球半徑的三分之一。該區域的所有物質都能感受到來自黑洞的強大引力。此外,如果黑洞以小於12公里/秒的相對速度出現在地球表面,那麼它將環繞地球運行。這意味著地殼和大部分地幔將會被引力破壞,地球表面的所有生物也將死亡。

地球質量的很大一部分會被黑洞吸引,並且在黑洞周圍形成一個吸積盤。吸積盤的高速旋轉會產生大量的熱量,這些熱量會以高能射線輻射出去。輻射也會產生壓力,壓力會限制黑洞的進一步的吸積。這兩種效應會在所謂的愛丁頓光度上達到平衡。吸積盤形成的光度大約是太陽光度的0.5% !或者,在地球附近每秒鐘大約有1000萬顆沙皇炸彈爆炸(人類有史以來最大的爆炸)!黑洞附近的溫度將達到驚人的10億開爾文。這意味著輻射主要是伽馬射線和x射線。

因此地球會被慢慢吞噬,然後分解成基本粒子噴射出去。這就是一顆微型黑洞靠近地球的結果。

這個問題有趣的地方在於,這種類型的黑洞並非完全不存在。雖然它們不可能在現在的宇宙中形成,但在大爆炸之後不久的早期宇宙,密度過高的區域可能會產生許多這樣的“原始黑洞”。這種原始黑洞的允許質量在10^14到10^24公斤之間。由於霍金輻射,質量較小的黑洞會蒸發,質量稍大一點的黑洞我們可能探測不到。事實上,原始黑洞可能是暗物質的候選者之一。因此1毫米黑洞符合允許的質量上限,它們可能會存在於現在的宇宙中。


量子科學論


能吃掉地球,但是會比較慢。

如此小的黑洞質量大約只有地球質量的1‰到1%左右。因此這個黑洞的吸積盤比較小,如果他離我們有月球那麼遠,對地球就沒有大的影響,但如果接觸地球,它會直接被地球的引力拉向地心,然後在地心處開始慢慢吃掉地球,不過這個過程時間會很久很久,可能久到太陽系毀滅都完不了。然後就會出現地球軌道上的一個黑洞變成太陽行星的奇怪景象。

吃掉地球后,這個黑洞也不會輕易被蒸發掉,畢竟它已經有地球那麼大的質量了,但是體積不過一個核桃大小。不過地球附近並沒有太多的天體給它吃,應該是一個吃不到什麼東西的飢餓黑洞,那麼霍金輻射會慢慢佔據上風而將其蒸發掉。但是這也需要很久很久的時間。如果他能不斷地吃掉物質,那麼他就會慢慢成長為無所不吞的巨無霸。


科普軍


。對於黑洞的可怕性我們都有一定的瞭解,倘若太陽系內突然出現了一個黑洞,那麼我們的地球自誕生以來或將面臨最黑暗的一天,因為最糟糕的事情莫過於分解成原子。但是在大眾的觀念中,黑洞實際上只存在於茫茫宇宙中某一個離我們很遙遠的地方。試想一下,如果地球上出現一個直徑僅為1毫米的迷你黑洞,將會發生什麼呢?知道答案之前,我們需要做好心理準備!其實,類似的問題物理學家早在2008年進行大型強子對撞機實驗的時候就已經提出來了。對於大型強子對撞機這個人類最偉大的發明,當時包括霍金在內的不少科學家都擔憂它會產生許多能夠吞噬周圍一切的迷你黑洞。但事實是,11年的時間過去了我們卻是如此的歲月安好,說明大型強子對撞機並沒有產生可以摧毀地球的東西。

相關數據顯示,產生迷你黑洞所需的能量比大型強子對撞機的極限承受能量多1015倍。假如人類掌握了一定的技術,利用如此巨大的能量來創造迷你黑洞,那又會怎麼樣呢?我們都知道,黑洞是一種密度非常大的天體,即使其直徑只有1毫米,質量也是很大的,大概是地球質量的11%,五個月球的質量之和都不及它。如果這樣一個黑洞出現在地球表面,地球半徑三分之一的範圍都會受到影響。首先,地球的整體引力會明顯增大,運行軌道也會發生變化。倘若我們離這個黑洞很近,結果就是被它撕成碎片,而且此過程進行得異常迅速,以至於我們連眨眼的時間都沒有。而黑洞的行為又無人能阻止,所以它便會將一切都吸收殆盡。

此後,該迷你黑洞還會在短短的42分鐘之內到達地球中心。到了地球中心,它依然會不斷運動,若其相對速度為12km/s或7.5km/s,它就會圍繞著地球旋轉,每轉一圈都會吞噬掉地球的部分質量。緊接著,地殼及大部分地幔也會慢慢的被黑洞蠶食,這樣一來地球表面的全部生命都會被完全毀滅和破壞,美麗且人口稠密的藍色星球將會在短短几個小時之內變成無人居住的空間,剩下的只有坍塌的地殼、熱氣體以及熔岩。科學家表示,雖然人類和其他生物很快會消失,但是要“吃掉”整個地球卻要花上長達50億年的時間。在這漫長的時間裡,雖然地球的質量會得到明顯的增大,但是其形狀早已變得面目全非。伴隨著地球的消失,小行星帶也會發生坍塌,太陽系內會因此產生持續100萬年的頻繁撞擊,在這種情況下太陽系內想要再孕育生命將會非常困難。

目前而言,雖然以上只是可怕的假設和理論,離我們似乎還十分遙遠,但是不管怎樣,人類都還有足夠的時間來建造諾亞方舟,並且實施移居外星球的計劃。目前我們也可以暫時放心,不用擔心迷你黑洞的出現會將你分解為原子。


ZA影視


地球的地核就是最大密度的實體,內部沒有空隙,是由彌實的基質組成,沒有比地核密度再大的物質了,所以說物質密度的大是有限的,並不是無限大的,這才照應了物質質量守恆定律,一定質量的物質必然有一定量的體積,否則就違背了質量守恆定律,無限縮小就意味著物質有中變無,所以地核就意味著黑洞物質,不是也沒有把所有物質吞併吃掉嘛,


永動機45


視界範圍這麼小的黑洞無法存在,因為沒有足夠的引力來克服原子核內部的強力。

你非要假設有個這麼小的黑洞在地球上,那麼地球將會被它吞噬,黑洞也會因為吞噬地球而壯大自己。


時空科學


如果秦始皇一直到現在還活著會發生什麼?



小阿刁吖


只要能稱得上是宇宙黑洞,不管它有多麼小,對於地球來說那都是致命的!否則它就不是真正的黑洞!這是一個辯證的哲學問題![耶]


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