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据目前科学观测发现,黑洞距离我们都在安全范围以外。
最近的黑洞是麒麟座V616,这颗黑洞距离我们约2800~3300光年,质量约太阳的6.6倍;第二近的黑洞为天鹅座X-1,距离我们约6100光年,质量约太阳的10倍;第三近的黑洞为天鹅座V404,距离我们约7800光年,质量约太阳的12倍。
一般认为,黑洞是大质量恒星死亡后坍缩的结果,这种死亡方式惊天动地,会发生核心坍缩导致超新星大爆发。
一个40倍太阳质量左右的恒星大爆炸后才有可能坍缩成一颗黑洞,而且大爆炸会把绝大部分质量炸碎散发到太空中,核心留下的黑洞只有太阳质量的3~5倍。
现在我们看到的黑洞很多质量都很大,比如距离我们最近的几个黑洞都大于6倍太阳质量,有的是形成其的原恒星本身就很大,有的是形成后不断吞噬周围天体物质渐渐长大了。
还有些巨大黑洞很可能是由于巨大星团集体坍缩而形成的,随后又不断吞噬周围天体物质,越来越大。比如银河系中心的人马座A黑洞,具有400万倍太阳质量,就可能是这样形成的。
黑洞引力巨大并不是它的引力作用很远,而是很近。
天鹅座V404黑洞有一颗伴星,是一颗比太阳质量略小光谱为G或K的主序星,转一圈只需要6.5个地球日。
由于距离较近,那颗主序星已经被黑洞拉成了鸡蛋型,伴星物质正在被黑洞源源不断的吞噬。
黑洞之所以引力大,可以撕碎和吞噬一切,是因为它缩成世界上最小的物质,就是中心那个奇点,以及包裹着奇点的一个空荡荡的球,这个球就叫史瓦西半径。
这个史瓦西半径是世界上物质所能达到的最小临界半径,任何物质到达这个临界半径,就只能成为一个黑洞。
这是根据爱因斯坦引力场方程得出的一个解,这个解是德国科学家卡尔·史瓦西发现的,因此人们把它叫史瓦西半径。
计算史瓦西半径的公式为:R=2GM/C?
这里,R为史瓦西半径值,G为引力常数(6.67x10^-11N·m?/kg?),M为物体质量,C为光速(约3亿米/秒)。
根据这个公式计算,质量约太阳6.6倍的麒麟座V616黑洞,其史瓦西半径只有约19.8公里。
黑洞的无限引力场,也就是撕碎一切,连光都无法逃逸的引力范围,就是在这个半径以内。
黑洞的引力与所有天体引力本质上是一样大的。
史瓦西半径与质量成正比,因此越大的黑洞,其史瓦西半径越大。比如银河系中心那个400万倍太阳质量黑洞,史瓦西半径就有1200万公里。也就是说在1200万公里范围,任何物质都将化为乌有,掉落到它中心那个无限小的奇点上。
当然黑洞的引力并不限定在史瓦西半径范围内,只是无限引力只在这个范围内。记住,是“无限”,也就是说在这范围内,黑洞的曲率(也就是引力)是无限的。
任何天体都没有这种能力,大引力场的白矮星、中子星,在黑洞面前只能是小巫见大巫。
但黑洞史瓦西半径之外,还是有巨大引力的,这个引力服从万有引力定律,也就是说与其他天体一样,引力是一样大的。
万有引力定律公式为:F=GMm/r?
式中,F为引力大小值,G为引力常量,M和m为引力相互作用物体质量,r为物体之间的距离。
这个公式说明引力大小是与质量成正比,与距离平方成反比的。但这个质量正比是呈乘积增大,距离反比是成指数级衰减的,距离的计算不是天体表面,而是从质心计算的。
一切天体都遵循这个引力定律,质量相同,得出的引力值是一样的。
因此,黑洞并不比别的天体引力大,只是由于其很小,史瓦西半径表面距离质心非常非常近,才“显得”引力那么大。
同等质量的天体和黑洞,在同等距离上引力相等。
我们想一想,太阳半径约69.9万公里,也就是到质心69.6万公里,而一个太阳质量的黑洞史瓦西半径只有3公里,也就是到质心距离只有3公里,这差距有多大?
所以黑洞引力才会变得极端。
如果一个太阳质量的黑洞,在距离其质心69.6万公里的地方,引力就和太阳表面是一样的。
因此如果太阳消失变成一个黑洞,我们地球在这个位置所受到的引力与受到太阳引力是一样的。
距离我们最近的黑洞都有3000光年以远,对于我们来说,就完全是安全的。
1光年尺度是多少?也就是光速每秒约30万公里,走一年的距离,约9.46万亿公里。
3000光年是多少公里?大家自己算吧。
而距离我们最近的恒星只有1.5亿公里,这就是我们赖以生存的太阳。
围绕在我们周围的恒星,有很多比距离最近的黑洞近多了、大多了。
天狼星,是除了太阳,全天第一亮恒星,质量是太阳的2倍多,距离我们只有8.6光年。
而许多质量较大的恒星距离我们也比黑洞近很多。
如参宿四距离我们600光年,为全天第10亮星,质量是太阳的12倍;
参宿七距离我们700光年,为全天第7亮星,质量为太阳的18倍;
参数二距离我们1200光年,为全天第29亮星,质量是太阳的约40倍;
天津四距离我们约1800光年,为全天第19亮星,质量约太阳的23倍;
海山二距离我们约6000光年,是肉眼能够看到最远的恒星,质量为太阳的120~200倍。
其实在几百光年内,还有不少十几二十倍太阳质量的恒星围绕着我们。
这些恒星质量都比距离我们最近的黑洞大,而且距离有的比它们近很多。根据万有引力定律,恒星的引力与黑洞引力质量同等引力相等,这些恒星对我们造成影响了吗?没有。
其实最大的威胁是这些恒星死亡的时候。
恒星死亡都有一个回光返照的过程。
因此威胁我们的不是这些恒星死亡后变成的黑洞,或者中子星、白矮星,而是死亡时发生惊天动地的超新星爆发。
理论认为,一颗大于太阳质量8倍的恒星,在演化末期都有可能发生超新星大爆发。
超新星大爆发会向太空辐射巨大能量,随便一颗超新星的能量都相当太阳一生所辐射的能量,有的达到太阳5700亿倍。
还有一些超大质量恒星发生超新星爆发时,会产生伽马射线暴,这是宇宙极端巨大的能量爆发,瞬时迸发出的能量可能达到几个星系辐射的能量总和,这些天体迸发出最后能量从磁极射出若干束,如果有一束偶尔扫中了地球,地球生命就很可能终结重启。
我们地球4.49亿年前发生的奥陶纪生物大灭绝,就有可能是伽玛暴的杰作。
据研究,距离地球6000光年的一对中子星玩二人转,撞在了一起,爆发出数束伽马射线暴,其中一束扫中了地球,导致了地球大气破碎,地球生态链断裂影响达40万年,85%的生物物种灭绝。
科学研究认为,伽马射线暴是宇宙中顶级杀手,不间断的爆发清理了宇宙中90%以上的生命和文明,这是宇宙文明极其稀少,并且难以发展到高级状态的主要根源。
我们周边的这些10倍太阳质量以上的恒星,在演化末期都有可能发生超新星大爆发,而参宿二和海山二最终将成为一个黑洞,在爆发中很可能产生伽马射线暴。
这两颗恒星都到了演化末期,我们现在看到这两颗恒星的样子,是它们分别1200年前和6000年前的样子,这种样子已经极不稳定了,随时都有可能爆发。会不会扫中地球难以预料。
是不是已经爆发了,伽马射线暴正在路上也未可知,因为如果我们看到爆发,爆炸之光和伽马射线暴就已经到达了。
所以这才是最大的威胁。而距离我们遥远的黑洞与我们毛关系都没有。
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原文地址:今日头条 |
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