太陽是太陽系的靈魂,如果沒有太陽,地球上也再難存在生命!而黑洞則是天體的終結(jié)者,沒有任何天體能在黑洞面前討到好處,那么假如太陽突然變成黑洞,接下來它會吞噬掉整個太陽系嗎?答案是不會,除了沒有陽光以外,啥都不會發(fā)生?
史瓦希從愛因斯坦的廣義相對論引力場公式中推導(dǎo)出史瓦希度規(guī)后,在很長一段時間里都沒有人相信存在這種玩意兒,這個史瓦西度規(guī)是啥玩意兒呢?就是一個天體的質(zhì)量和半徑之間的關(guān)系,某個質(zhì)量的天體半徑縮小到一定尺寸時,它的環(huán)繞速度將等于光速!
黑洞的誕生1
當天體縮小的這一刻時,那么這個天體將會無可避免的坍縮成一個奇點,因為已經(jīng)沒有任何結(jié)構(gòu)可以支撐引力的坍縮,不過并非所有天體都能出現(xiàn)這樣的坍縮,只有大于某個閥值時才會出現(xiàn)支撐力無法抵御引力的狀況,這個界限就是奧本海默極限,一般就是太陽質(zhì)量的3.2倍左右。
那么宇宙中的很多恒星都大于這個界限,為什么就不會坍縮成黑洞呢?那是因為正常天體的內(nèi)核除了電子簡并力支撐外,還有內(nèi)核聚變提供的大量輻射壓,所以恒星結(jié)構(gòu)可以保持完整不至于坍縮成一個黑洞,但當恒星燒完后,中心剩下了大量鐵元素,這個玩意兒沒法聚變,更沒法裂變,所以沒有輻射壓幫忙電子簡并力也撐不住了,電子被壓入了原子,成了中子,當然外殼會繼續(xù)坍縮,如果中子簡并力也撐不住,那么恒星就坍縮成了黑洞。
太陽的質(zhì)量不太夠,它的未來在燒完內(nèi)核的氫元素以及氦元素后,最后剩下一個碳氧的內(nèi)核再也沒法燃燒,因為質(zhì)量也不夠,是不是會坍縮成黑洞了?其實完全不會,因為太陽的質(zhì)量只能將原子核外殼的電子壓縮到核心附近,成為電子簡并力支撐的白矮星。
黑洞的誕生2
另一種黑洞則來自宇宙大爆炸早期的原初黑洞,天文學家認為宇宙誕生之初密度非常高,有些區(qū)域可能能夠滿足誕生黑洞的坍縮條件,因此宇宙中存在原初黑洞的可能性很高,那些超大質(zhì)量、星系中心的黑洞,是完全存可能的。比如M87星系中心的黑洞,質(zhì)量達到了太陽的65億倍,它每隔十年就能吞掉一個太陽系,所以在它附近,太陽系的壽命就倒計時了!
黑洞的有多厲害?
M87星系的黑洞很大,所以它很厲害?其實完全不是,黑洞不論大小都一樣厲害,無論恒星多大,都可以被黑洞給慢慢吞了,因為黑洞會通過恒星擴張的洛希瓣,將恒星物質(zhì)通過拉格朗日點慢慢吞噬掉,板塊也不慢,一直都保持一個節(jié)奏,終有一天恒星就不見了!所以太陽系里如果闖入一個黑洞,那么太陽系同樣得倒計時了。
剛說了太陽系闖入一個黑洞那敢情是完蛋了,畢竟太陽系這種平衡的系統(tǒng)中容不得一個大天體的闖入,否則引力擾動下,光是小行星改變軌道后撞擊地球就足以讓生命全部玩完。再則黑洞也會將太陽和其他星系那個一個個吞噬,所以地球也小命不保,可能N年后,獵戶座某個恒星上的文明觀測太陽方向,啥都么有了!
太陽變成黑洞為什么就沒影響?
其實我們假設(shè)的是太陽直接被置換成一個黑洞,沒有坍縮和超新星爆發(fā)過程,要不然我們也不用考慮太陽變成黑洞后行星怎么辦!因為行星早己被超新星爆發(fā)摧毀了!
太陽之換成黑洞后對太陽系的引力影響,我們可以用萬有引力公式計算出來,上圖中兩個天體之間的引力與它們的質(zhì)量成正比,和距離的平方成反比,只和質(zhì)量和距離有關(guān),與天體的性質(zhì)無關(guān),所以太陽是否成黑洞,至少才引力層面上是沒有任何關(guān)系的。不過置換后引力梯度會有很大關(guān)系,這只會影響極近距離的天體,那個軌道遠小于水星軌道,各位甚至無需擔心。
黑洞不是有個不可逃逸區(qū)么,太陽變成黑洞后這個區(qū)域有多大?
根據(jù)史瓦西半徑計算公式,太陽成為黑洞后的史瓦西半徑為2.9千米左右,也就是說掉到這個半徑時,物質(zhì)才會被黑洞吞噬。在這個區(qū)域之外,距離不一樣,那么物質(zhì)只要保持足夠的運動速度即可保證安全!所以在各顆行星軌道附近,環(huán)繞速度和當初太陽存在時沒有任何區(qū)別,因此從引力角度來分析,每個天體都還按部就班的操作,不會有任何改變!
只是太陽輻射沒有了,剩下的只是黑洞吞噬物質(zhì)時的全波段電磁輻射,當然包括我們不喜歡的X射線和伽瑪射線,但沒得選,不過可能人類還等不到那時候,因為太陽輻射小時,地球最多也就堅持1-2個星期后就徹底冰凍了,人類就在地下茍延殘喘個1-2年,最后冷到連氧氣都飄落到地上成為雪花,到那會地表就是高真空的極寒狀態(tài),估計在地下能幸存的人類不過1%吧!
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