一个乒乓球大小的黑洞质量有多大?当它接近地球时,会发生什么?

我们通常都会将黑洞想象成巨大的天体,但黑洞其实也可以是很小的,根据“大爆炸宇宙论”,在早期宇宙中,有可能存在着局域空间里物质密度过高的情况,这就会造成一些区域中的物质直接坍缩成黑洞,这种黑洞也被称为“原初黑洞”,其初始质量可以低至10的负8次方千克。

所以从理论上来讲,像乒乓球大小的黑洞是有可能存在的,那么问题就来了,如果一个乒乓球大小的黑洞接近地球,会发生什么呢?下面我们就来讨论一下。

首先,我们需要知道一个乒乓球大小的黑洞质量有多大,乒乓球的半径可取值为0.02米,黑洞的“史瓦西半径”的计算公式为“R = 2GM除以光速的平方”,其中的“R”、“G”和“M”分别代表“史瓦西半径”、引力常数(可取值为6.67 x 10^-11)和黑洞的质量。

据此我们就可以计算出,这个黑洞的质量大约为1.3475乘以10的25次方千克,好的,我们再来看看当它接近地球时,会发生什么。

根据科学家的估算,地球的质量大约为5.965乘以10的24次方千克,也就是说,这个乒乓球大小的黑洞,其质量居然是地球的两倍多,据此我们不难推测出,一个质量如此巨大的黑洞,肯定是会把地球吞噬掉的。

或许你会认为,这个黑洞的体积非常小,只有在它坠落到地球上之后,才会将整个地球吞噬。

其实不然,因为决定引力大小是质量与距离,而与体积无关,所以这个乒乓球大小的黑洞对地球产生的引力,其实与一个质量是地球两倍多的“超级地球”对地球产生的引力是一样的,在这种情况下,就会不可避免地发生“潮汐瓦解事件”。

我们都知道,引力的大小与距离的平方成反比,所以当一个引力源作用于某个物体时,根据距离的不同,该物体上的各个质点所受到的引力也会出现差异,具体表现为,距离引力源越近的质点,其受到的引力就越大,反之亦然。如此一来,不同质点上的引力差就会对物体造成一种撕扯效应,这种效应就被称为“潮汐力”。

在已知的所有天体中,黑洞的引力场是最极端的,其产生的“潮汐力”也是最强的,如果一颗星球距离黑洞足够近,那么这颗星球就会被黑洞产生的“潮汐力”撕成碎片,这个过程就被称为“潮汐瓦解事件”。

正如前言所言,这个乒乓球大小的黑洞质量是地球的两倍多,当它接近地球时,其对地球产生的“潮汐力”无疑是相当巨大的,因此可以说,在这个黑洞坠落到地球上之前,地球早就已经被撕碎了。

在黑洞引力的作用下,地球被撕碎后产生的“碎片”会沿着一种螺旋轨道坠向黑洞,这种运动状态其实就是一边围绕着黑洞旋转一边向黑洞坠落,在此过程中由于角动量守恒,这些“碎片”的速度就会越来越快,以至于它们会在黑洞的“事件视界”外侧形成一个高速旋转的盘状结构,这也被称为黑洞的“吸积盘”。

距离黑洞越近,这些“碎片”受到的“潮汐力”就越强,在“吸积盘”中的物质,早已被巨大的“潮汐力”撕成了亚原子粒子,由于这些物质会不断地碰撞与摩擦,因此它们的温度也就越来越高,当达到一定程度时,它们就会在宇宙中大放光明,而这也可以看成是地球在宇宙中最后的辉煌。

在此之后,“吸积盘”中的物质通常都会被黑洞慢慢地吞噬,不过因为黑洞的“吸积盘”并没有位于其“事件视界”之内,因此如果其中的物质具备了足够高的速度,仍然可以从这里逃离,所以在极少数情况下,“吸积盘”中的一小部分物质会因为与其他物质的碰撞而获得足以摆脱黑洞引力场的速度,然后重新回到宇宙空间之中。

不得不说,黑洞这种天体实在是太强大了,即使是一个乒乓球大小的黑洞,也可以让地球从宇宙中消失。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。