小小的弹珠咱们都玩过,那么当它包含了整个太阳质量时地球还能接受吗?会像《卫斯理》中找到的中子星物质落入地心仍是会反过来将整个地球吞噬,这是一个风趣的论题!
将太阳紧缩成弹珠巨细会变成什么天体?
其实这样的一个问题在105年前的第一次世界大战战场上的史瓦西现已核算过了,他用爱因斯坦刚刚推出的广义相对论引力场方程,求出了第一个非平凡准确解—史瓦西度规,它清晰了天体被本身引力紧缩到坍缩成一个没有尺度奇点的规范,当然这是抱负中不旋转、不带电荷的天体坍缩,这个抱负中奇点有一个如雷贯耳的俗称,也便是史瓦西黑洞!
球坐标和史瓦西半径
其实史瓦西半径的原理很简略,即当天体的半径坍缩到环绕速度(第一世界速度)为光速时,便是史瓦西半径,依据太阳直径核算,太阳的史瓦西半径大约为:
R=2GM/C^2=2952.37175米
也便是说,当太阳的质量坚持不变,半径坍缩到小于2.95千米时,太阳将不可避免的坍缩成黑洞,由于过了这一点后,即便光速也不能从这个质心的引力场中逃逸,由于逃逸速度现已大于光速,而世界中有停止质量的物体无法到达光速!
简略的说现已没有一点一种力气能够阻挠它坍缩成一个无穷小的奇点,而假定的弹珠也便是咱们常玩的跳棋弹珠,直径不过是十几毫米到二十几毫米不等,所以当太阳到达这个极限时早已成为一个抱负的史瓦希黑洞!
为何会诞生黑洞这种怪物?
黑洞确实是一种怪物,这是世界中的终极天体,开展到这种天体后在各位能幻想到的时间里,它根本就不再改变了,当然除了质量添加以外!那么天体是怎样走到这个程度的呢?下面分红几个阶段来做个简略阐明!
白矮星阶段
中子星阶段
黑洞阶段
这不是天体开展的不同阶段,而是不同天体开展的终究阶段,小质量的天领会到达白矮星阶段,当恒星内核核燃料耗尽后,支撑引力坍缩的辐射压消失,因而恒星的很多物质都会想中心坍缩,此刻原子与原子之间的电磁斥力现已被打破,支撑恒星不再坍缩的仅有力气是原子内部的电子间泡利不相容的电子简并力!
玻色子和费米子
根本粒子分为两种,一种传递作用力的玻色子,另一种是费米子,前者能够处于同一态而后者则不能,因而当引力坍缩开端紧缩电子时,它们之间的不相容将会使它们发作强壮的支撑力,假设支撑力与引力平衡,那么此刻的天体便是白矮星!
假设天体质量够大,打破了电子简并力的极限,此刻电子将会下跌原子核,和中心的质子中组成中子,中子也是费米子,因而它们之间也会存在中子简并态,这个状况将会比电子简并态更强壮,因而它能支撑的天体质量显着要比电子简并态的天体质量要高!
中子星模型
当然假设中子简并态也无法支撑引力坍缩时,或许夸克就会站好最终一班岗,但夸克星只是存在于猜想中,当超越夸克支撑的极限时天体将会一路坍缩至一个永无出头之日的起点,这个没有尺度却存在巨大质量确实定点是广义相对论失效的当地,当然也是量子力学的噩梦,由于量子论以为一个无限小的点的方位和速度是不能一起确认的,这由海森堡不确认性原理为之背书,但奇点是确认的!
不管广相和量子论是否认可,黑洞确实存在了,最近的黑洞便是2800光年外的麒麟座V616,当然还有一个理论是英美两位学者以为太阳系第九大行星是一个质量大概是地球5-15倍的原初黑洞!WHAT?你们高兴就好,太阳系第九行星居然是个黑洞?
放在地球上会发作什么?
黑洞出现在地球肯定不是一个好音讯,假设是瞬间蒸腾的微型黑洞,那么这样的一个问题就严峻了,由于天体NB程度不在巨细,而是其恐惧的质量,当一颗弹珠巨细的物体具有整个太阳质量时,它将世界中最为漆黑的天体,所以,从出现在地球的那一刻开端,地球上的完全消灭就开端倒计时了!
由于即便在地球的另一端,它的逃逸速度依然高达4563.746千米/秒!
各位算算看,当它忽然出现在地球上时,假设地球另一端当即获悉音讯,那么此刻现已来不及了,由于此刻间隔这个质心会将引力以光速传达至12740千米的地球另一端,高达4500千米/秒的逃逸速度,现代没有一点一艘飞船能到达这个等级!
当然星环号能够,由于它能够在曲率发动机的加快下到达光速!