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地球会变成黑洞时空中的“副本”吗?_地球会变成黑洞吗_地球会变成下一个黑洞吗

作者:admin 时间:2021-01-13 10:05:55 浏览:
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黑洞是宇宙中极为恐怖的天体,其引力非常强大,一旦落入黑洞,根据目前的物理学知识应该是没有救了。《星际穿越》中利用黑洞进行时空旅行或许存在,但至少我们现在不知道黑洞里面到底是什么,是否有时空隧道可以打开进入其他宇宙。

俄亥俄州立大学萨米尔博士发现如果 地球不幸落入黑洞之中,我们可能不会立刻二维化,相反黑洞会创造出地球的全息图,但这个过程是复杂的,地球会变成黑洞时空中的“副本”。

黑洞的引力可统治整个星系,银河系中央就有一个黑洞,质量为400万倍太阳质量,如果地球开始接近黑洞。

地球会变成黑洞吗图片

首先我们会看到黑洞边缘发出明亮的光芒,因为黑洞边缘的物质在以接近光速运行,摩擦产生的热量可使得黑洞边缘清晰可见。 其次,引力会把地球拉伸成意大利面条,这是我们看到的最后景象之前的画面,引力拉伸非常可怕,由于进入黑洞引力边缘的距离不同,拉伸会从地球最靠近黑洞的一端开始。

地球会变成下一个黑洞吗图片

而地球另一端仍然处于正常的状态,此时的地球已经是意大利面条状态。这和霍金提出的宇航员落入黑洞的一致的,宇航员的脚开始接触黑洞边缘,被无限拉伸,而头部仍然在黑洞边缘之外,形成了意大利面条。萨米尔博士的发现指出, 第三个场景会把地球变成一个不完美的副本,完全进入黑洞之后可以继续在高维时空存在。

原标题:地球变成黑洞半径只有9毫米,宇宙变成黑洞有多大?你可能想错了

在所有的宇宙天体种类中,黑洞可以说是最难理解又最为神秘的天体,它的引力场强到连秒速30万公里的光都无法逃脱,任何物质只要来到它的视界边缘,必然会被吸入到它那无尽的深渊中。

地球会不会变成黑洞图片

黑洞的视界边缘也被认为是黑洞的体积外表,也就是被黑洞物理上的表面,但是这个表面并不是有固态物质可以衡量的,而且是看不见的,它只是关于黑洞体积的一种定义,即光线无法逃逸出黑洞引力场的地方,在这个边缘的外面,物质因为有光可以发出,所以还是可见的,但是在这个边缘的内部,光等物质永远无法逃脱出来,所以一切都是不可见的,黑洞的内部是看不到的。

地球黑洞会变成白洞吗图片

那么黑洞里面到底有什么呢?没有人真正知道,一般的科学理论认为黑洞中间会有一个奇点,这个起点是体积无限小密度无限大(不是质量无限大),我们所知晓的物理定律在它这里都将失效。

地球变成黑洞有多大图片

不过黑洞就是再奇葩,它也只是宇宙中的一种天体,它也是有自身质量的,而黑洞的质量又决定了它自身体积(视界体积)的大小,有一个叫做“史瓦西半径公式”的物理公式,就是专门来计算黑洞的体积(视界体积)大小的,其公式如下:

地球变成黑洞全过程图片

在上面的公式中,v指天体的逃逸速度,G为万有引力常数,M为天体质量,R为天体质心与被吸引物体质心的距离,物体的速度如果小于一个天体的逃逸速度,那么它就不能摆脱其引力束缚,也就会被该天体吸引,从而无法脱离轨道逃逸到星际空间。于是从中就能得出天体的史瓦西半径,即为逃逸速度等于光速时候所得出的R的值,以黑洞来说,它的史瓦西半径等于万有引力常数乘以其质量乘以二再除以光速的平方,所计算出来的史瓦西半径,指的就是从黑洞中心向外的史瓦西半径长度的距离上,正是光线无法逃脱出黑洞引力场的位置。

地球变成黑洞半径大小图片

若用这个公式来计算不同天体变成黑洞的体积,就会发现质量越小的天体其史瓦西半径(此处也可以理解为黑洞的视界体积)越小,质量越大的天体其史瓦西半径越大,而且不成比例,比如果将地球这样质量的物质变成黑洞的话,那么它的史瓦西半径只有0.9厘米,而如果将太阳这样质量的天体变成黑洞的话,它的史瓦西半径将达到三公里那么大,但是太阳的质量只有地球的33万倍,体积只有地球的130万倍,然而半径三公里的球体放下几十上百万个半径9毫米的小球是远远不止的,放下几十百亿个都不成问题,而如果将整个宇宙的物质化作一个黑洞的话,这个黑洞会有多大呢?你可能会觉得,黑洞这种大密度天体会将宇宙的体积缩小不少,然而如果这么想就错了,其实这个黑洞的视界体积比我们的宇宙还大,有人计算发现其直径在1000亿光年以上,,因此也有人怀疑我们是不是处在一个巨型黑洞之中。

地球变成黑洞只有1纳米图片

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讨论这个问题之前要先看看霍金对不对。ePQ北方头条_头条新闻

如果霍金对ePQ北方头条_头条新闻

那么一个原子那么大的黑洞有可能会在霍金辐射下剧烈蒸发,如果霍金算得没错,原子大小的黑洞吸收质量的速度远小于辐射质量的速度,那么这个迷你黑洞将在剧烈的辐射中消耗殆尽。ePQ北方头条_头条新闻

但是万一霍金辐射错了呢……ePQ北方头条_头条新闻

万一黑洞不存在霍金辐射呢?……这问题就比较复杂了,要看这个黑洞的初始速度和运动方向。如果初始速度小于第一宇宙速度,那么不管它朝哪个方向运动,最终都会落向地心,然后在吸积过程中产生强烈辐射,在吃掉地心的同时地球将被融化 成一个围绕黑洞旋转的吸积盘,并将在漫长的时间里被吞噬掉。ePQ北方头条_头条新闻

地球变成黑洞图片

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如果有足够的速度但指向地球内部,就有可能在穿越地球过程中因吸食物质过程中被减速,最终可能被减速到飞不出地球最后慢慢把地球吃掉……ePQ北方头条_头条新闻

我们先来看看一个原子有多大吧ePQ北方头条_头条新闻

物理上一般是使用半径的,无论是原子还是黑洞。先看原子半径图。ePQ北方头条_头条新闻

地球什么时候变成黑洞图片

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1m范围内逃逸速度依然达到4km/s,1mm这种已经属于宏观的尺度达到134km/s,相当于太阳系所在位置的银河系逃逸速度了,这样一个黑洞一旦调入地表将疯狂吸食物质,而对于一个密度不低的岩石行星,由于存在物质拖拽,黑洞在吸食物质的过程中将迅速减速,而越是减速它将吞噬更大范围的物质,不过由于巨大的潮汐力,它在吞噬物质过程中将产生极强的辐射,将逐渐融化周围的物质,被融化的物质将渐渐形成吸积盘,这将减慢地球被完全吞灭的过程,不过结局没法改变了……ePQ北方头条_头条新闻

那么问题来了,这么小的黑洞有可能存在吗?理论上有。ePQ北方头条_头条新闻

虽然自然演化形成的黑洞存在一个质量下限,即奥本海默极限,当塌缩天体质量小于奥本海默极限,它的引力就没法让其突破中子简并压,最终只能形成致密的中子星而无法形成黑洞,那么1个原子那么大的黑洞哪来呢?有两种可能:ePQ北方头条_头条新闻

一种可能是霍金辐射存在的情况下,大爆炸初期产生的原初黑洞遗留至今,超小型黑洞在漫长的蒸发中史瓦西半径缩小到原子尺度。ePQ北方头条_头条新闻

另一种可能是霍金辐射不存在的情况下,宇宙中相向运动的高能粒子流产生碰撞(黑洞两极的高速喷流可以产生这样的速度),两个带电粒子在对撞过程中动量抵消,如果其相对速度达到一定级别,动量产生的相对论质量在碰撞过程中其史瓦西半径超过其物理半径就有可能形成视界,这样一个微型黑洞就形成了。在霍金辐射存在的情况下它一般会瞬间蒸发掉,然而这第二种可能中我假设了霍金辐射不存在……那么它就有可能留下来,并慢慢吸食周围物质并长大,只要有足够时间,就能长大到原子大小。ePQ北方头条_头条新闻

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