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太阳系八大行星被压缩到多大,才会成为黑洞?地球被压成汤圆即可

作者:阿山讲科普

导语

“黑洞”这种东西对于人类来说是一种神秘的存在,正因为如此,几个世纪以来,科学家们一直在探索这个问题。

这是太阳系外的第一个黑洞,也是我们第一次亲眼见到它,他就在这里。

一、黑洞概念.

还要追溯到1915年,爱因斯坦为印证他的广义相对论,解释地球的自转如何影响时间和空间。

广义相对论解释了引力的本质,认为质量或能量使空间和时间发生弯曲,产生引力。

根据这个概念,这个引力过于庞大,以至于连光都无法逃脱。

他们将这个地方称为“黑洞”,任何进入黑洞边界的物体都将直接被吞噬。

这个观点后来经过多次证实,很快就被大家所认可。

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1921年,物理学家卡尔·史瓦西在哈佛大学完成了他的博士论文,给出了爱因斯坦方程的精确解,并描述了黑洞的概念。

他指出,当质量和密度达到一定程度时,物质会崩坍成一个奇点,这将导致时间和空间的极端扭曲。

即使光也无法逃脱这种极端扭曲,因此在科学家的眼中,黑洞就是一个光都无法逃脱的牢笼。

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一个奇点的半径只需要两个参数就可以计算出来,一个是万有引力常数,另一个是质量。

这个半径被称为“史瓦西半径”,也叫“视界半径”,是一个界面,一旦物质进入史瓦西半径,即使光也无法逃脱。

听起来有点抽象,如果用比喻来说,这就像一个灰色的泥球,在它周围有一个透明的泡沫层,这就是史瓦西半径。

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你可以直接看到这个泡沫层,但无论怎么努力,你都无法穿透这个泡沫层。

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二、通过史瓦西半径计算黑洞.

科研人员可以根据史瓦西半径的公式,计算出一种物质被压缩到哪种程度,才能形成一个黑洞。

这并不是什么新的东西,科学家早在50多年前就已经计算出来了。

史瓦西半径的公式大家并不陌生,它的计算公式非常简单:r = 2G * M / c^2 (公式一)。

其中r是史瓦西半径,G是万有引力常数,M是质量,c是光速。

为了计算一个地球大小的黑洞,我们可以假设质量恰好等于地球的质量,这样就可以计算出地球史瓦西半径的大小。

地球的质量是6 * 10^24千克,铅笔的橡皮大小是0.5千克,一个大约是100多亿只这么大,如果把全球各地的橡皮擦集中在一起,它们的总重量将是我们所知道的地球摧毁者的50倍。

地球的史瓦西半径大小是9毫米,如果铅笔橡皮的质量都集中到一个地方,那么就可以形成一个微黑洞,这个微黑洞几乎还处于任意旋转的状态,没有形成黑洞的条件。

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然而,半径为9毫米的微黑洞是如此的小,以至于连一只微尘粒子都无法穿过它的边界,所以它所吸引的质量也无法增加自己的直径。

但是,如果一枚月球级别的微黑洞出现在你的面前,那它将会立即吞噬整颗地球,随后它将在2.5个小时内完全自我吸收。

这个微黑洞只能在地球或者其他天体表面产生,但是由于天体表面的原子会不断发生湮灭并释放能量进入黑洞,因此很快就会停滞。

人类可以利用黑洞产生的电力,但是能量发射的速度非常快,无法被人类利用,但是微黑洞观测站将会大大受益。

接下来,让我们来看看这八大行星的史瓦西半径的大小。

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水星的史瓦西半径是0.5毫米,金星7.5毫米,火星1毫米。

火星可以变成一个微黑洞,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。

太阳的史瓦西半径是2949米。

然而,实际上,太阳和地球不可能被压缩到黑洞的状态,因为史瓦西半径的前提是这个球没有自转,但太阳自转的速度不断增加,因此不会被压缩到黑洞的状态。

同样,地球也有自转,因此也不可能被压缩到黑洞的状态。

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三、黑洞的神秘和恐怖之处。

“黑洞”这个概念对于人类来说是一种神秘的假设,在很长一段时间里,人们认为它永远不会被证实。

然而,1999年,随着黑洞吞噬物质并释放X射线,人类第一次看到了黑洞。

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