安逸的生活过久了,今天我们讨论个不可能发生的脑洞问题逃避下生活。要是地球上出现了一个直径为1毫米的黑洞会怎样?人类会灭绝吗,地球会毁灭吗?
什么是黑洞?
我们知道天体的质量越大,其产生的引力就越大,而黑洞就是这其中的翘楚。黑洞是一个密度无限大,周围空间无限扭曲的存在,在其视界范围以内,宇宙中没有任何物质能够逃脱其引力束缚,就连宇宙中最快的光也无法逃离。
黑洞的概念最初是在1915年提出的,哪一年爱因斯坦的广义相对论诞生了,广义相对论认为引力就是空间的扭曲。而根据广义相对论,德国科学家卡尔·史瓦西得到了引力场方程的一个特殊解。这意味着黑洞最先是计算出来的,而不是观测到的。
史瓦西认为,当质量被压缩到一定的程度后就会成为一个奇点,起点的周围空间被扭曲,空间曲率无限大,就连没有静止质量的光子也无法逃离。在奇点和视界之间的区域半径因此被称为史瓦西半径。
理论上,只要密度足够大,任何质量的物质都可以被压缩成为一个黑洞。举个例子,我们将整个太阳的质量压缩成一个直径3km的球体时,太阳就成为了一个黑洞。同理,地球的质量压缩到一个直径9毫米的球内时,地球也会变成一个迷你黑洞。
因为黑洞是从方程里解出来的,所以自从他出现以后就一直备受争议,就连方程的创始人爱因斯坦自己也曾怀疑过。但是随着观测手段的发展,我们先后发现了白矮星和中子星,黑洞的存在也似乎没什么不可接受的了,但是直到今年我们终于第一次真正意义上“看到了黑洞”。
黑洞的形成!
黑洞是如何形成的,科学家认为,有一部分黑洞是随着宇宙大爆炸的发生,在初期真空暴涨时期由高密度区域坍缩形成的,这类黑洞普遍较小,但是到目前为止我们还没有真正观测到。
而有些黑洞则是从恒星演化形成的,现代理论认为,在太阳质量8-10倍以上的大恒星的内部,核聚变不断发生,核燃料不断减少,当核聚变产生的能量不足以与恒星自身的引力相对抗时,这颗恒星就会在引力的作用下坍缩,产生Ⅱ型超新星爆发。巨大的引力会压碎原子核,打破简并压力的束缚,成为一颗黑洞。
要是地球上出现一个直径1毫米的黑洞
假如地球上突然出现一颗直径1毫米的黑洞,我们会怎样,地球又会怎样?我们不要把黑洞想成一个只会主动吞噬的饕餮,他们并不是吸尘器,他们也不是只进不出的贪婪巨兽。我们可以做一个初步的简单计算。
由于霍金辐射的存在,黑洞很快就会“蒸发”。
霍金辐射辐射认为,黑洞越大,蒸发的的速度就越慢,黑洞越小,蒸发的就越快。假如黑洞的质量有一个太阳的大小,那么蒸发的时间能够持续一年。但是当一个黑洞的质量只有地球的大小时,他在一秒内就会蒸发得干干净净。
而一个直径1毫米的黑洞,其质量只能达到地球质量的1/10,这意味着这个黑洞一瞬间就会蒸发得干干净净。
1毫米的黑洞存在吗?
我们知道,恒星的演化不会出现这么小的黑洞,只有在真空暴涨时期才会形成。宇宙大爆炸刚刚发生后的初始宇宙中密度超高的区域才会诞生这些“先天原始黑洞”。这些微型黑洞的质量普遍在10^14~10^24kg之间,他们大部分会迅速的蒸发。我们完全探测不到他们的存在,现代标准宇宙模型认为,这些黑洞极有可能就是我们一直在苦苦寻找的暗物质。