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要是你某天走在路上,脚边突然冒出来一个直径只有一毫米的黑洞,你第一反应会是什么,多半是蹲下来仔细瞅两眼吧,毕竟这玩意儿也就针尖那么大,看起来好像没什么杀伤力,说不定还能当个新奇小玩意儿揣兜里带走。
你甚至会想,这么小的东西,就算它是黑洞,能吸走啥啊,吸点灰尘差不多了吧。
要是真这么想,那你可就大意了,这个不起眼的小东西,从诞生的那一刻开始,就已经给整个地球判了死刑,只是这个过程,可能比你想的要快,也可能比你想的要慢,但结局没有任何悬念。
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咱们先讲点实实在在的科学内容,根据广义相对论对黑洞的定义,黑洞的最小质量其实有要求,至少得达到3倍太阳质量,恒星引力坍缩才能形成咱们常说的恒星级黑洞,这么算下来,最小的恒星级黑洞直径也得有差不多9公里,根本不可能缩到1毫米那么小。
那有没有可能存在这么小的黑洞呢,目前天文学界公认的可能性里,只有原初黑洞,就是宇宙大爆炸初期,因为空间密度涨落,局部区域密度太高直接挤出来的黑洞,这种黑洞质量可以很小,体积也能做到很小。
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要是这个1毫米的黑洞真的存在,它的质量有多大呢,这里得算一笔清楚账,黑洞的史瓦西半径公式是确定的,半径R等于2GM除以c平方,G是引力常数,M是黑洞质量,c是光速,咱们反推,如果史瓦西半径是0.5毫米,算出来的质量大概是3.38×10^23千克,差不多是地球质量的二十分之一,和火星质量差不多。
这么大的质量,集中在一个针尖大的点上,引力有多强不用多说吧。你站在离它一米远的地方,感受到的引力潮汐,已经能把你身上的骨头肌肉生生撕开,要是你离它不到一米,整个人会瞬间被拉成细长条,然后一点点吸进这个看不见的小点里。
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当然你根本没有反应的时间,一切发生的比眨眼还快。
不过哪怕你离得远,它也不会老老实实待在原地,它质量够大,密度足够高,会直接往地球核心掉,这个过程里,它沿途会不停吸积周围的物质,变大,然后引力越来越强,吸的速度也越来越快。
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很多人会觉得,这个过程会不会持续几十亿年,其实真不一定,根据现代天体物理的计算,如果质量相当于火星的黑洞出现在地球表面,它会以很快的速度向地心坠落.
在围绕地心做椭圆运动的过程中,不断吸积周围的岩石物质,整个地球从表面到核心被完全吸积,整个过程其实只需要几个小时到几天的时间,你连一顿完整的年夜饭都吃不完,一切就结束了。
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这个过程是什么样的呢,刚开始,你只会感觉地面有点晃,和普通小地震没区别,然后晃动感越来越强,你脚下的大地开始开裂,整块整块的地壳往中心塌陷。
火山会在几乎所有的断裂带同时喷发,海水会顺着裂缝往地心灌,整个板块结构会在几个小时之内彻底分崩离析,所有的城市山峰海洋,都顺着引力的方向往中心那个小小的黑点聚拢。
整个地球会慢慢变成一个围着黑洞旋转的吸积盘,吸积过程中会释放巨大的引力能,温度会升到几千万度,整个地球表面会变成一片等离子体的火海,所有的生命都会在极短的时间内被蒸发,连分子结构都留不下。
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那有没有可能,这个黑洞质量很小,刚好史瓦西直径一毫米,质量却只有几百吨?
首先按照公式计算,这个不可能,史瓦西半径和质量成正比,质量越小,半径越小,如果一个黑洞质量只有一百吨,史瓦西半径不到10的负22次方米,比原子核还小得多,根本不可能达到一毫米。
所以只要直径是一毫米,质量就必然是差不多火星那个级别,不存在质量很小的一毫米黑洞。还有人问,霍金辐射不是说小黑洞会蒸发吗,这个一毫米的黑洞会不会还没吸积就蒸发没了?
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咱们算一下霍金辐射的蒸发时间,黑洞蒸发时间和质量的三次方成正比,一个太阳质量的黑洞蒸发要10^67年,咱们说的这个质量三乘以十的23次方千克的黑洞。
蒸发时间大概是10^50年,比宇宙现在的年龄还要长十多个数量级,等到它蒸发,地球早就没了,所以霍金辐射根本影响不了这个过程。
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咱们再说说现有观测的情况,到目前为止,人类从来没有观测到过质量这么小的原初黑洞,也没有在地球上发现过天然的小黑洞,欧洲核子中心的大型强子对撞机,运行这么多年,也从来没有撞出过任何一个黑洞,就算真的撞出微型黑洞,质量也极小,会瞬间蒸发,根本不会对地球造成任何影响。
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所以这种情况,只是思想实验,现实中发生的概率几乎为零。但是咱们退一步说,万一真的发生了,人类没有任何手段可以阻止,人类现有的所有武器,不管是原子弹还是氢弹,炸在黑洞上,不仅不能把它炸散,反而相当于给它送了更多的质量,让它变得更大,引力更强。
这个小东西从诞生开始,结局就已经注定,整个地球都会成为它的养料,最后太阳系里只会多一个质量比原来地球小一点点的黑洞,绕着太阳转,就好像什么都没发生过一样,只是再也没有人类,再也没有生命了。
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