新发现的HR6819系统黑洞为啥令科学家们出虚汗？

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作者：一点资讯
最近，欧洲南方天文台发现一个距离我们最近的黑洞，很多人由此引发忧虑，既然最近，那么对我们有威胁吗？
为了让大家放心，先说结论：不会。重要的事情说三遍：不会、不会、不会。
好，我们现在来说说道理。
首先介绍一下这颗黑洞的来历。

这是一颗最近发现的黑洞。5月6日，欧洲南方天文台发布消息，发现了一个距地球1000光年的黑洞，宣称这是迄今距离我们最近的一颗黑洞。
这颗黑洞属于一个编号为HR6819的系统，位于望远镜座，有两颗伴星围绕着黑洞旋转。
还有人宣称这是迄今为止发现的最小黑洞，其质量约太阳的4.2倍。
但在2019年，俄亥俄州立大学的研究人员在《科学》杂志上发表过一项研究，宣称可能发现了一颗最小黑洞，质量约太阳的3.3倍。
因此这颗黑洞是不是迄今最小的还需进一步讨论。但如果说是迄今距离我们“最近最小”的黑洞则似乎没有争议。
理论认为，宇宙中恒星死亡生成的典型黑洞最小为太阳质量的2.06倍，但所谓典型黑洞是指不旋转黑洞，但一颗大质量恒星死亡后的尸骸必须继承其角动量，因此还没有发现有不旋转的白矮星、中子星，当然更没有不旋转的黑洞。
因此，最小黑洞被认为应不小于太阳质量的3.2倍。
这颗黑洞质量距离最小旋转的黑洞质量已经很接近了。
现在来说说黑洞的引力。

这颗黑洞既然是迄今与我们距离最近，就有人担心对我们会不会有威胁，要不要做好应对准备。
其实这种担心是多余的，因为这颗黑洞对我们完全没有什么影响。
黑洞对周围的最大影响是极端引力，一旦进入了黑洞的史瓦西半径，任何物质都有去无回。
但黑洞的史瓦西半径是很小的，其遵从的公式为：R=2GM/C。
式中，R表示史瓦西半径大小，单位m；G为引力常量，一般取值6.67x10^-11N·m/kg；M为黑洞质量，单位kg；C为光速，取值299792458m/s。
根据公式计算，4.2倍太阳质量的黑洞史瓦西半径约12398米，也就是说在这颗黑洞奇点（中心质点）距离12公里多半径的球面以内，一切物质都是有去无回的。
但我们实际上距离这个黑洞1000光年。
1光年为9.46万亿公里，1000光年就是9460万亿公里。一个4.2倍太阳质量天体对我们的引力影响，在这种距离完全可以忽略不计了。
而且，这个HR6819三星系统不是朝着我们运行过来，而是正在远离我们而去，其径向速度 为（R v）+15.0 ± 4.2 [2] km / s，所以它未来也不会对地球构成威胁。
所有的天体引力都要遵从万有引力定律。

牛顿最伟大之处就是发现了万有引力定律，这是人类发现的四种基本力中最早发现的一种力，这种力广泛存在于世界每一个角落，尤其是天体运行都是遵从这个定律。
这个发现在300多年前，至今还非常正确，应用于各种研究中。
黑洞也是天体，虽然有些特殊，但同样必须遵守万有引力定律，因为这是大自然规律。
万有定律表达式为：F=GMm/r
式中，F表示万有引力值，G为引力常量，M和m表示两个相互作用物体的质量，r为前面两个物体的质心距离。
这个定律适用于我们世界任何物体，小到原子，大到天体，包括所有恒星、行星、白矮星、中子星、黑洞、星系都要遵从这个规律。
因此黑洞的引力实际上与任何天体是一样的，都是与质量成正比，与距离平方成反比的。
只要质量相同，引力影响范围就一样大。
所以，4.2倍太阳质量的黑洞，与4.2倍太阳质量的恒星引力是一样大的。

那为什么黑洞引力那么极端呢？这是因为黑洞小，同等质量的黑洞比同等质量的恒星体积小多了，这样，如果靠近黑洞，就已经靠近其质心了，这里的引力才会极端大。
比如太阳，其质量为1.9891x10^20kg，半径为69.6万公里。
如果太阳成为黑洞，其史瓦西半径只有2952米。如果一个物体到了这颗黑洞2952米的范围，就有去无回，连光也无法逃逸。
但在距离这颗黑洞质心三、五千米的地方，就不是无限引力了。虽然这里的引力还是很极端的，一旦被捕获，还是很难逃逸，但逃脱已经有了希望，如果达到光速一半的话，就有可能逃逸。
如果在这颗太阳变成的黑洞距离质心69.6万公里的地方，其逃逸速度就与太阳一样了。太阳表面逃逸速度为617.7公里，太阳一样质量的黑洞距离质心相当于太阳表面的地方，逃逸速度也是617.7公里。
这就是黑洞引力与任何天体引力一样大的一个比喻。当然这只是比喻，太阳是成不了黑洞的，要太阳质量40倍左右以上的恒星，死亡时发生超新星大爆炸，才有可能留下一个3倍以上太阳质量的黑洞。
大于4.2倍太阳质量的恒星围绕着我们有很多。

既然黑洞与任何天体引力一样大，只要大于恒星表面距离的地方，黑洞引力与恒星引力的影响就完全一样了。
而我们距离这颗黑洞1000光年。引力虽然属长程力，理论上影响无限远，但引力是与距离平房衰减的，1000光年距离，即便是百倍太阳质量，对我们的影响也可以忽略不计了。
在我们1000光年距离内，围绕着许多大于4.2倍太阳质量的恒星，如果一定说影响，它们都比HR6819系统黑洞对我们的影响要大多了。
随便列举几颗恒星：
天狼星，是除太阳外全天最亮的恒星。这是一个双星系统，包含一颗蓝矮星和一颗白矮星，质量分别为太阳的2倍和1倍，虽然没到4.2倍，但距离我们只有8.6光年。
水委一，是波江座α星，是全天第9亮星。质量约为太阳的6~8倍，距离我们约80光年。
角宿一，即室女座α星，为全天第17亮星。质量约为太阳10倍，距离我们约260光年。
老人星，即船底座α星，是全天第4亮星。质量约太阳9.5~12倍，距离太阳系约310光年。
十字架二，是南十字座内最亮的恒星，是全天第13亮星。这是一个三合星系统，肉眼可分辨两颗星，这两颗星质量约太阳的14倍和10倍，距离我们约320光年。
参宿四，又称猎户座 α 星，是一颗处于猎户座的红超巨星，是全天第12亮星，质量约为太阳的12~15倍，距离我们约600光年。
还有十字架三，是个双星系统，其中一颗亮星质量约为太阳14倍，距离我们约350光年；马腹一，是一个三合星系统，质量分别为10/10/4.61倍太阳质量，距离约390光年；参宿七，质量约为太阳18倍，距离我们约850光年。
还有不少在1000光年以内的大于10倍太阳质量的恒星，这里就不一一列举了。
这些恒星的引力都大于HR6819系统黑洞，如果有威胁，这些恒星对我们的威胁比HR6819黑洞大多了。
尤其这些恒星大多数都在演化后期，很可能会爆发成超新星，如果发生伽马射线暴扫中地球，将对地球生态造成重大影响。但这种太阳质量10倍左右的恒星还是属于中小质量恒星，发生伽玛暴的概率非常微小，因此地球还是比较安全的。