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太陽系八大行星被壓縮到多大,才會成為黑洞?地球被壓成湯圓即可

作者:阿山講科普

導語

“黑洞”這種東西對于人類來說是一種神秘的存在,正因為如此,幾個世紀以來,科學家們一直在探索這個問題。

這是太陽系外的第一個黑洞,也是我們第一次親眼見到它,他就在這裡。

一、黑洞概念.

還要追溯到1915年,愛因斯坦為印證他的廣義相對論,解釋地球的自轉如何影響時間和空間。

廣義相對論解釋了引力的本質,認為品質或能量使空間和時間發生彎曲,産生引力。

根據這個概念,這個引力過于龐大,以至于連光都無法逃脫。

他們将這個地方稱為“黑洞”,任何進入黑洞邊界的物體都将直接被吞噬。

這個觀點後來經過多次證明,很快就被大家所認可。

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1921年,實體學家卡爾·史瓦西在哈佛大學完成了他的博士論文,給出了愛因斯坦方程的精确解,并描述了黑洞的概念。

他指出,當品質和密度達到一定程度時,物質會崩坍成一個奇點,這将導緻時間和空間的極端扭曲。

即使光也無法逃脫這種極端扭曲,是以在科學家的眼中,黑洞就是一個光都無法逃脫的牢籠。

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一個奇點的半徑隻需要兩個參數就可以計算出來,一個是萬有引力常數,另一個是品質。

這個半徑被稱為“史瓦西半徑”,也叫“視界半徑”,是一個界面,一旦物質進入史瓦西半徑,即使光也無法逃脫。

聽起來有點抽象,如果用比喻來說,這就像一個灰色的泥球,在它周圍有一個透明的泡沫層,這就是史瓦西半徑。

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你可以直接看到這個泡沫層,但無論怎麼努力,你都無法穿透這個泡沫層。

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二、通過史瓦西半徑計算黑洞.

科研人員可以根據史瓦西半徑的公式,計算出一種物質被壓縮到哪種程度,才能形成一個黑洞。

這并不是什麼新的東西,科學家早在50多年前就已經計算出來了。

史瓦西半徑的公式大家并不陌生,它的計算公式非常簡單:r = 2G * M / c^2 (公式一)。

其中r是史瓦西半徑,G是萬有引力常數,M是品質,c是光速。

為了計算一個地球大小的黑洞,我們可以假設品質恰好等于地球的品質,這樣就可以計算出地球史瓦西半徑的大小。

地球的品質是6 * 10^24千克,鉛筆的橡皮大小是0.5千克,一個大約是100多億隻這麼大,如果把全球各地的橡皮擦集中在一起,它們的總重量将是我們所知道的地球摧毀者的50倍。

地球的史瓦西半徑大小是9毫米,如果鉛筆橡皮的品質都集中到一個地方,那麼就可以形成一個微黑洞,這個微黑洞幾乎還處于任意旋轉的狀态,沒有形成黑洞的條件。

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然而,半徑為9毫米的微黑洞是如此的小,以至于連一隻微塵粒子都無法穿過它的邊界,是以它所吸引的品質也無法增加自己的直徑。

但是,如果一枚月球級别的微黑洞出現在你的面前,那它将會立即吞噬整顆地球,随後它将在2.5個小時内完全自我吸收。

這個微黑洞隻能在地球或者其他天體表面産生,但是由于天體表面的原子會不斷發生湮滅并釋放能量進入黑洞,是以很快就會停滞。

人類可以利用黑洞産生的電力,但是能量發射的速度非常快,無法被人類利用,但是微黑洞觀測站将會大大受益。

接下來,讓我們來看看這八大行星的史瓦西半徑的大小。

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水星的史瓦西半徑是0.5毫米,金星7.5毫米,火星1毫米。

火星可以變成一個微黑洞,地球9毫米,木星是287厘米,土星是86厘米,天王星是13厘米,海王星是15.5厘米。

太陽的史瓦西半徑是2949米。

然而,實際上,太陽和地球不可能被壓縮到黑洞的狀态,因為史瓦西半徑的前提是這個球沒有自轉,但太陽自轉的速度不斷增加,是以不會被壓縮到黑洞的狀态。

同樣,地球也有自轉,是以也不可能被壓縮到黑洞的狀态。

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三、黑洞的神秘和恐怖之處。

“黑洞”這個概念對于人類來說是一種神秘的假設,在很長一段時間裡,人們認為它永遠不會被證明。

然而,1999年,随着黑洞吞噬物質并釋放X射線,人類第一次看到了黑洞。

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