每日頭條!如果有一個黑洞來到太陽系，吃掉了太陽，行星還能存在嗎？

本文基于回答網(wǎng)友問題：假如黑洞將太陽吞噬，太陽系將會怎么樣？

(資料圖片)

要說清這個問題，還得從黑洞是什么說起。

黑洞是宇宙天體的頂級尸骸

天地萬物所有的物體都有生命周期，都會死，死后都會留下個尸骸。宇宙天體也一樣，所有天體都有一個演化周期，最終都會死去，留下一具尸骸。恒星的尸骸有黑矮星、白矮星、中子星、黑洞。黑洞就是宇宙天體尸骸的唯一“老大”，沒有之一。

在人們認(rèn)知中，已經(jīng)死去的遺體，除了污染和腐爛，一點(diǎn)用處也沒有，也不必害怕。但在神鬼傳說中，人的尸骸卻可以變成厲鬼或好鬼，還能夠與人互動，有時還會詐尸，危害人間。但這畢竟只是傳說，沒有任何證據(jù)證明這些玩意真的存在。

但黑洞真的會“詐尸”，且可以吞噬一切。無論什么，不管這個天體是比它大還是比它小，只要靠近它都會毫不留情地被吃掉，最后一點(diǎn)渣子都不留，連每秒30萬千米的光也無法逃逸。

黑洞的吃相有一個最大特點(diǎn)，就是吃起天體物質(zhì)會光芒四射，激起強(qiáng)大的能量噴流，這些能量爆發(fā)，就像被吞吃的天體靈魂在拼命的掙扎和尖叫：救命啊~

正因?yàn)楹诙催@種吃相，才能被人類觀測到。如果黑洞不吃不喝，就躲在幽暗的太空，像不存在一樣，將完全看不到。當(dāng)然，如果周圍有天體進(jìn)入它的引力場，會產(chǎn)生奇怪的運(yùn)動，科學(xué)家們就會知道在那個看不見的空間，可能有一顆蟄伏的黑洞。

黑洞是如何形成的？

黑洞是在極端條件下，將自身質(zhì)量壓縮進(jìn)一個臨界點(diǎn)導(dǎo)致的后果。1916年，天文物理學(xué)家卡爾·史瓦西根據(jù)愛因斯坦廣義相對論，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量這個臨界點(diǎn)及其規(guī)律，得出了一個公式，人們把它叫做史瓦西半徑公式，表述為：R=2MG/C^2。

任何物體只要將自己的全部質(zhì)量壓縮進(jìn)這個臨界半徑，質(zhì)量就會無限坍縮到核心一個無窮小的奇點(diǎn)，周圍會形成一個無限曲率的球狀空間，包裹著這個奇點(diǎn)，這就是黑洞。人們把這個球狀空間稱為史瓦西半徑。

無論是粒子、原子等微觀物體，還是星球等宏觀天體，都有自己的史瓦西半徑，理論上都能夠成為一個黑洞。史瓦西半徑有多大呢？根據(jù)史瓦西半徑公式計算，太陽這種質(zhì)量的天體，史瓦西半徑約為2952米；地球這種質(zhì)量的天體，史瓦西半徑約8.9毫米。

但要變成黑洞的條件十分苛刻，需要極大壓強(qiáng)，因此，宇宙中沒有任何力量可以將太陽和地球壓縮成黑洞。研究認(rèn)為，只有宇宙大爆炸和大質(zhì)量恒星才有這種能量。科學(xué)家們企圖用極大能量，在大型對撞機(jī)中將粒子加速到接近光速時對撞，制造出一個粒子質(zhì)量級別的微型黑洞，迄今為止還沒有成功，或者說沒有觀測到。

現(xiàn)在宇宙中觀測到的黑洞，只有恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞。恒星級黑洞是達(dá)到太陽質(zhì)量30~40倍以上的恒星，在演化晚期核心核聚變停止，只留下一個鐵核，經(jīng)過超新星大爆炸，極大的壓力下將鐵球壓縮成為黑洞。

所有星系中心幾乎都有一個超大型黑洞，質(zhì)量在太陽的數(shù)百萬倍到若干億倍。如銀河系中心的人馬座A*黑洞，是太陽質(zhì)量的430萬倍；被拍到第一張照片的M87星系中心黑洞，是太陽質(zhì)量的65億倍；已發(fā)現(xiàn)宇宙中最大的黑洞SDSS J073739.96+384413.2，為太陽質(zhì)量的1040億倍。

恒星級黑洞雖然由于不斷吞噬著靠近的天體物質(zhì)，會慢慢長大，但要長到這么大是很難的。因此這些超大質(zhì)量黑洞一般被認(rèn)為是宇宙大爆炸后，巨大的星云物質(zhì)直接坍縮成為的黑洞。理論上認(rèn)為，宇宙大爆炸開始時會產(chǎn)生許多微型黑洞，但迄今為止沒有發(fā)現(xiàn)存在的證據(jù)，或許是早就蒸發(fā)殆盡了。

為什么黑洞通吃一切?

宇宙中，已知最大的恒星r136a1是太陽質(zhì)量的200~300倍，最小的黑洞只有太陽質(zhì)量的3倍。但即便是r136a1遇到黑洞，也只有被吞噬的結(jié)果。為什么黑洞有如此能耐呢？就是因?yàn)楹诙吹囊軜O端。

萬有引力定律表述為：F=GMm/r^2。這里的F表示萬有引力值，G為引力常量，M和m為引力相互作用兩個大小物體的質(zhì)量，r為物體質(zhì)心之間的距離。這個公式告訴我們，引力大小與物體的質(zhì)量成正比，與距離平方成反比。也就是說，引力是物體之間的相互作用，質(zhì)量越大引力越大，而隨著物體之間距離擴(kuò)大，引力會呈指數(shù)級衰減。

觀測和研究發(fā)現(xiàn)證明，任何有質(zhì)量的物體都遵循這個規(guī)律。黑洞雖然很怪，但同樣是有質(zhì)量的天體，因此也遵循這個規(guī)律。所以，理論上說，黑洞與任何天體的引力是一樣的，在同等質(zhì)量和同等距離，引力一樣大。

那黑洞為什么引力會如此極端，可以吞噬掉一切呢？這是因?yàn)楹诙吹馁|(zhì)量被壓縮到極小，壓進(jìn)了質(zhì)量的史瓦西半徑以內(nèi)，時空曲率就變得無窮大了。這樣，任何物質(zhì)一旦進(jìn)入那個球狀空間，就都逃脫不了被吃掉的命運(yùn)。

根據(jù)引力公式計算，質(zhì)量為1.9891*10^30kg的太陽，現(xiàn)在半徑約為69.6萬千米，其表面引力約為270N·m^2/km^2；而當(dāng)太陽同等質(zhì)量被壓縮到史瓦西半徑內(nèi)時，半徑只有2952米，其史瓦西半徑的臨界引力就達(dá)到15萬億N·m^2/km^2了。

根據(jù)逃逸速度公式v=√（2GM/R）計算，太陽表面逃逸速度為617.7km/s（千米/秒），但如果太陽變成黑洞，在史瓦西半徑臨界點(diǎn)的逃逸速度就達(dá)到光速了，進(jìn)入到史瓦西半徑后逃逸速度就大于光速了。所謂逃逸速度，就是達(dá)到這個速度，才能從某個天體引力中逃出。

宇宙中光速是最快的速度，黑洞里的逃逸速度大于光速，沒有任何物質(zhì)運(yùn)動速度能夠達(dá)到光速，就說明進(jìn)入黑洞的物體，都無法逃脫。這就是黑洞通吃一切，光也無法逃逸的原因。

所以，從引力大小來看，黑洞和所有天體一樣都是與質(zhì)量成正比的，但由于黑洞表面距離核心質(zhì)點(diǎn)太近，在靠近其史瓦西半徑時引力就會極端，而任何其他天體，表面都與引力核心相對較遠(yuǎn)，一旦靠近黑洞，表面引力就無法與黑洞表面抗衡了，就只有被吞噬的命運(yùn)了。

而在遠(yuǎn)離黑洞的地方，其他天體的引力就與黑洞完全平等了，都是與質(zhì)量成正比的。在一顆比黑洞質(zhì)量大的恒星面前，黑洞也會受到恒星引力牽制，圍繞著恒星或相互圍繞著公轉(zhuǎn)。

黑洞史瓦西半徑的邊緣，是可觀測和不可觀測的臨界點(diǎn)，叫做事件視界，人類能觀測到的黑洞所有“事件”，都在事件視界之外，物質(zhì)一旦進(jìn)入到史瓦西半徑里面，就全都消失了。

黑洞在吞噬天體物質(zhì)過程，會先將所有物質(zhì)全部粉碎，這些碎為基本粒子的物質(zhì)圍繞著高速旋轉(zhuǎn)的黑洞赤道形成一個吸積盤，在每秒數(shù)萬公里的碰撞中，迸發(fā)出巨大能量，以耀眼的可見光和高能射線、物質(zhì)噴流方式，噴射到太空。

這就是黑洞發(fā)光，能夠被人類看到并且拍照的原理。

黑洞吞噬恒星的過程

黑洞吞噬恒星的過程，不是像某些網(wǎng)友想象的那樣一口就吞掉的，而是當(dāng)被捕獲的天體靠得越來越近時，會相互圍繞著旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入黑洞極端引力場后，恒星表面氣體就會被黑洞慢慢剝離，就像龍卷風(fēng)一樣，吸食到自己的史瓦西半徑附近，形成吸積盤，再細(xì)嚼慢咽的慢慢吃掉。

一般恒星級黑洞（就是較小黑洞），吞噬物質(zhì)的速度并不快。一顆3倍太陽質(zhì)量的黑洞，要吃掉一顆像太陽這樣大的恒星，需要幾億年甚至幾十億年。越大的黑洞吞噬恒星的速度越快，如太陽質(zhì)量430萬倍的人馬座A*黑洞，吞噬一顆恒星的速度也需要上萬年；而質(zhì)量為太陽65億倍的M87星系黑洞，吃掉一顆恒星只需要10年。

目前發(fā)現(xiàn)的宇宙最大黑洞，如質(zhì)量為太陽的660億倍TON618的黑洞，還有前面說的1040億倍太陽質(zhì)量的SDSS J073739.96+384413.2黑洞，吞噬恒星的速度則以月計，一年就可吃掉數(shù)顆到十?dāng)?shù)顆恒星。

但黑洞吸食恒星不會囫圇吞棗全部吃掉，相當(dāng)大的一部分會被“漏掉”，就是在吃相難看的過程，產(chǎn)生物質(zhì)噴流和能量迸發(fā)而跑到遙遠(yuǎn)的太空了，如科學(xué)家們觀測到人馬座A*兩極噴流的長度達(dá)到上百萬光年，比銀河系直徑還大幾倍，這些被噴走的物質(zhì)是回不來的。

因此，科學(xué)家們認(rèn)為，宇宙年齡才138億歲，恒星級黑洞再怎么吃也吃不下多少恒星，宇宙超大質(zhì)量黑洞不可能是恒星級黑洞靠吃恒星慢慢長大的，只能是宇宙大爆炸初期超大星云坍縮而成，或者是宇宙中大團(tuán)暗物質(zhì)坍縮而成。

那么黑洞來到太陽系會發(fā)生什么呢？

這只能是一種假設(shè)，因?yàn)楹诙磥淼教栂档母怕屎苄　＜僭O(shè)真有黑洞來探訪人類，后果怎樣就要看這個黑洞有多大了。

如果是超大型黑洞，比如銀河系核心那個430萬倍太陽質(zhì)量黑洞，距離太陽10光年的位置，影響就很大了。根據(jù)逃逸速度公式計算，此時太陽要逃出這個黑洞的引力，速度就需要110km/s了。

目前，太陽一直在圍繞著銀河系中心公轉(zhuǎn)，速度約為250km/s。因此黑洞在距離10光年位置雖然還拉不住太陽，但已經(jīng)會對太陽系產(chǎn)生很大擾動，各大行星運(yùn)動狀態(tài)被破壞了。隨著黑洞的不斷靠近，當(dāng)?shù)竭_(dá)比鄰星位置時，也就是距離太陽系4.2光年，太陽相對黑洞的逃逸速度需要169km/s，受到的擾動會越來越大。

當(dāng)黑洞到達(dá)距離太陽1光年距離時，太陽位置的逃逸速度已經(jīng)達(dá)到了348km/s，整個太陽系就已經(jīng)成為甕中之鱉，再也逃不掉了。漸漸，太陽系會以每秒300多公里的速度向黑洞飛去，隨著距離越來越近，速度會呈指數(shù)級加快，太陽和所有行星很快就解體了，都會成為黑洞吸積盤中的高溫等離子體了。

因此，只要隨便一個超大黑洞到來，整個太陽系就會很快崩潰消失了，不存在吞掉太陽后，太陽系還會怎樣的問題。比人馬座A*質(zhì)量大很多的黑洞，就更不用說了。

如果一個恒星級黑洞來到太陽系，雖然是殊途同歸，最終都免不了被吞噬的下場，但過程會有些不一樣。一個太陽質(zhì)量3倍的黑洞闖入太陽系，距離太陽系還有1光年以上的時候，太陽系木星以外的行星就會背離太陽，都繞著黑洞轉(zhuǎn)了；太陽和金木水火等四顆類地行星會被黑洞拉扯著靠近。

地球公轉(zhuǎn)軌道的紊亂和速度變化，會導(dǎo)致地球板塊漂移和變形，火山地震海嘯等地質(zhì)災(zāi)難遍布全球，生物將遭受到毀滅性打擊。隨后所有星球軌道重新洗牌，有的被黑洞撕裂而吞噬，有的可能會形成圍繞黑洞公轉(zhuǎn)的新軌道。

太陽一定會被撕裂，表面等離子體形成一條細(xì)長的火龍飛向黑洞，隨著黑洞靠近，太陽整個崩潰，成為黑洞的吸積盤，經(jīng)過10年細(xì)嚼慢咽，最終一部分能量迸發(fā)噴流到了太空，其余的物質(zhì)全部被黑洞吞入。

在這個吞噬過程中，不斷爆發(fā)出巨大的能量，如果這時候地球還存在，上面的所有生物都將被烤焦消失。當(dāng)太陽被吞噬殆盡，黑洞歸于寂滅而隱身時，引力尚在，如果地球仍然幸存，在距離黑洞2億千米的位置，公轉(zhuǎn)速度就需要達(dá)到48km/s左右。

但此時的地球已經(jīng)沒有光和熱，沉浸在一片漆黑中，溫度逐步下降到-270攝氏度左右，一切皆被凍結(jié)，成為一顆黑暗的死星，生命將不可能重啟。

今天就說到這，感謝閱讀，歡迎討論。

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標(biāo)簽： 太陽質(zhì)量 逃逸速度 恒星級黑洞