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地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?

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online_member 发表于 2019-1-28 22:48:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?
online_member 发表于 2019-1-28 22:48:58 | 显示全部楼层
答:地球变成黑洞后,史瓦西半径为8.85毫米,也就是一个普通汤圆的大小,寿命为10^48年,表面温度为0.02K。

黑洞是广义相对论预言的天体,爱因斯坦在1915年提出广义相对论后,次年德国科学家卡尔·史瓦西,就得到了广义相对论场方程的一个限制性解,该解描述的是一个静态的黑洞,既史瓦西黑洞。
史瓦西黑洞的性质,由黑洞的质量决定,该黑洞对应一个史瓦西半径:
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?431 / 作者:pili3761 / 帖子ID:44055



描述当任何物体的实际半径,小于对应的史瓦西半径时,都会塌缩成黑洞;黑洞中心有一个奇点,黑洞质量集中在这个奇点上,广义相对论描述奇点密度无穷大,半径无限小。

地球质量m=5.965*10^24千克,带入公式可以求出地球对应的史瓦西半径为:
R=2Gm/c^2≈8.85mm;
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?927 / 作者:pili3761 / 帖子ID:44055
可以想象,把整个地球压缩成一个汤圆大小,是多么难以置信的事;在物理学中,万有引力有这样的能力,因为引力是没有上限的,只要天体质量足够大,就会在引力作用下塌缩成黑洞。

史瓦西黑洞对应一个温度,温度和黑洞质量成反比,地球质量的黑洞对应温度约为0.02K,接近绝对零度。
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?918 / 作者:pili3761 / 帖子ID:44055

一切落入黑洞的物体,只能以史蒂芬霍金辐射的方式损失质量,如果黑洞不再吸收物质,那么将会因为史蒂芬霍金辐射蒸殆尽,地球质量的黑洞,理论寿命为10^48年数量级,比我们宇宙年龄还高10^38倍。



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online_member 发表于 2019-1-28 22:49:40 | 显示全部楼层
讨论黑洞的体积,如果以事件视界为半径,那么地球成为黑洞后,半径为8.84毫米,体积为2894立方毫米,和咱们小时候玩的玻璃球一般大小;但实际上,黑洞的本质是一个体积无限小,密度无穷高的奇点。 地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?505 / 作者:圆月小侠 / 帖子ID:44055
以上的结论都是以史瓦西黑洞为基础得出的,上面说的事件视界就是指“史瓦西半径” 地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?914 / 作者:圆月小侠 / 帖子ID:44055
这一个距离范围,任何物质一旦涉足,就再也不能逃出,只能落入奇点。并且这个半径可以由下图这个公式计算出来 地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?901 / 作者:圆月小侠 / 帖子ID:44055
其中G是引力常数,M是天体质量、c是光速,我们将地球质量放进去,很容易就能得到8.84毫米的半径结果。

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online_member 发表于 2019-1-28 22:50:12 | 显示全部楼层
根据史瓦西半径公式代入地球质量就可以计算了。半径单位是米,质量定位是千克。
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?282 / 作者:NEkYTdbZ / 帖子ID:44055


R是史瓦西半径
G是万有引力常数≈6.67259×10^-11N·m/kg
M是地球质量≈5.965×10^24kg
c是光速= 299792458m/s
即地球的史瓦西半径=2×6.67259×10^-11×5.965×10^24÷299792458≈0.008857m≈8.9mm
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?465 / 作者:NEkYTdbZ / 帖子ID:44055
也就是地球质量变成一个静态史瓦西黑洞的半径只有大约8.9毫米,直径大约17.7毫米,2厘米不到。体积大约2.91立方厘米。
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?310 / 作者:NEkYTdbZ / 帖子ID:44055
地球平均半径大约6371km,6371000m,体积大约1.0832×10^27cm,就是半径缩小了大约719318053倍,体积缩小了大约3.722×10^26倍。
online_member 发表于 2019-1-28 22:51:03 | 显示全部楼层
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?
黑洞是没有体积的,黑洞的无法测量直径,它以一个质点的方式存在!假如地球坍缩成黑洞,那么它的体积将缩小∞倍,而这个∞真的是一个无穷大的数字......
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?388 / 作者:yujuan / 帖子ID:44055
但我们并不这样认为,直接坍缩的天体到达某一个临界值时将不可逆转的坍缩成黑洞,而这个临界值就是史瓦希半径,卡尔·史瓦西在1916年发现了史瓦西半径的存在!史瓦希黑洞的史瓦希半径和视界是重合的,因此一般意义上我们将史瓦希黑洞的史瓦希半径称之为黑洞的直径!但事实上黑洞只是一个无法测量直径的奇点,这个史瓦希半径为黑洞的绝对势力范围(光也无法逃脱的范围)!
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?517 / 作者:yujuan / 帖子ID:44055
地球的质量为5.965×10^24千克,代入上述公式计算出的半径约为8.85mm!
我们只能称这个半径为8.85MM的球体作为地球黑洞的直径!半径缩小了719318053倍,而体积缩小了大约3.722×10^26倍
但事实上地球并不会坍缩成黑洞,除非有一个超级文明在地球上放一坨“红色物质”!
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?120 / 作者:yujuan / 帖子ID:44055
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?884 / 作者:yujuan / 帖子ID:44055
很好奇只要那么一点却为什么要带那么大一坨,也许这就是在路上晚了的原因哈!
地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?536 / 作者:yujuan / 帖子ID:44055
这是瓦肯星从内部坍缩的过程,因为罗姆伦人在它的核心放入了能让其坍缩成黑洞的物质!
其实太阳也不会成黑洞,未来只能到达白矮星!不过可以计算下,太阳的质量为1.9891×10^30千克,计算后的史瓦希半径约为2.9KM,着实不大.....
而事实上,即使太阳真的坍缩成黑洞对太阳系其他行星的影响是没有光和热,其他还是照旧,因为中心的质量并没有变化,因此大家该干嘛还是干嘛,只不过这没有阳光的日子那绝对不是人过的日子! 地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?748 / 作者:yujuan / 帖子ID:44055
当然可能在太阳附近的尘埃带会形成一个小积盘,发出的高能X射线也许对人类有害,另外它应该不太可能成长,毕竟周围的行星都离它太远!
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