黑洞是由恒星形成的,那么在未来太阳也会变成吞噬一切的黑洞吗?

宇宙浩瀚无垠,自从望远镜被发明出来以后,人类有了除肉眼以外进一步探索太空的资本。自从人类向太空发射了哈勃望远镜后,我们惊讶地发现,在这个我们难以估量的范围里,存在着许许多多奇异而又超出认知的天体。

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由于引力的存在,宇宙中的绝大多数天体都是比较规则的球体,所以我们习惯性地称之为“XX星”或者是“XX球”,例如地球、月球、火星等等。

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不过有这样一个天体,它虽然同样是呈现出较为规则的球体,但我们并没有将它称之为星球,而是用“洞”来形容它,它就是“黑洞”。

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那么黑洞这种天体究竟有什么特殊的地方?它是怎么形成的?我们的太阳又是否会向黑洞的方向发展呢?

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什么是黑洞

从根本上来讲,黑洞是爱因斯坦在广义相对论中提出的一种概念性天体,在宇宙中,黑洞还可以根据质量的差距分为三种:第一种是恒星级质量黑洞;第二种是中等质量黑洞;第三种是超大质量黑洞。

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这三种黑洞都是以太阳为参考系数,在太阳的三倍到几百万倍质量之间。

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虽然目前人们认为黑洞是由爱因斯坦预言的,但是早在爱因斯坦之前,就有人曾经意识过这种天体的存在。

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1783年,英国自然哲学家约翰·米歇尔在写给友人的一封信中就提到了这样一个概念,他认为只要宇宙中存在一个有太阳质量的星球,并且它的半径只有3公里时,那么这个星球就难以被发现,因为光无法作用到它。

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1796年,法国物理学家拉普拉斯也曾经提出过相似的概念,他认为如果宇宙中存在一个与地球差不多大小的发亮恒星,但是质量却相当于250个太阳时,这个恒星也不会被人们发现。在1915年爱因斯坦提出相对论之后,德国的天文学家卡尔·史瓦西结合爱因斯坦的方程式总结出了黑洞的概念。

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黑洞的质量非常大,因此黑洞拥有超乎寻常的引力,在强大的引力作用下,甚至连光都无法逸出,只能被强大的引力所吞噬。

而且,黑洞的引力范围非常大,只要在它的区域以内,就没有东西能够逃脱,被吞噬之后,也永远无法返回,这个区域的边界被我们称之为“事件视界”。

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总的来说,黑洞在本质上与恒星一样,只不过质量以及引力都与普通的恒星不在一个量级。

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对人类来说,它是宇宙中最神秘的天体,因为它在宇宙中扮演的角色,是一种超出时间、空间构造的星体,而且它非常矛盾,因为它理论上拥有强大的能量,但是它既不向外散发能量,也不表现出人类可以观测到的能量。

人类研究黑洞无异于研究一种理论上存在,但却看不见摸不着的东西。

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黑洞是怎么形成的

目前,人类还没有直观地观测到黑洞,所以至今为止大多数有关黑洞的言论只是通过推论以及猜想得出的。

在天文学界对黑洞形成的原因有一个比较统一的观点:黑洞是由那些体积质量都足够大的星体,不断地坍缩以后形成的。

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举个简单的例子,假设人类在一颗即将进行坍缩的巨大恒星表面放置一个发光物,在坍缩之前,引力虽然存在,但不妨碍光源依然呈现出朝四面八方直线发散的状态。

随着恒星的逐渐坍缩,质量不变,体积变小,引力因此越来越大。在坍缩的早期时间段内,光源依然保持着发散状态,只不过逐渐变的扭曲,而随着坍缩的进程不断前行,这些光源从最初发散状态变成收拢状态。

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最终,当恒星坍缩到事件视界范围内时,黑洞就形成了。

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宇宙的时间单位通常都是“亿年”级别,但是可别以为由恒星坍缩成黑洞的时间需要很久!科学家们认为,恒星一旦发生坍缩,整个过程非常短暂,以一个质量为太阳十倍的星体为例,从发生坍缩到变成黑洞只需要百分之一秒!

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太阳会变成黑洞吗

以地球为参照物的话,不管是体积、质量还是能量散发上,太阳的确是一个庞然大物,但若是以宇宙中其他的星体为参照物的话,太阳不但算不上大,甚至在一些超新星面前,太阳也显得比较“矮小”。

所以太阳不管是从质量方面,还是体积方面来看,都不具备变成黑洞的条件。

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如果按照正常发展,太阳在内部能量燃烧殆尽的那一刻,已经是几十亿年之后的事情,在燃烧殆尽之前,太阳将会经历一个体积巨大且光芒万丈的红巨星阶段。

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随后进入密度极高的白矮星阶段,但是大小却只有地球那么大。从前面约翰·米歇尔的观点出发的话,太阳如果想演变为黑洞,其半径只能在3公里,所以太阳是不可能成为黑洞的。

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那么,如果太阳真的变成了黑洞,届时将会产生什么样的影响呢?要知道这个答案我们首先得知道太阳变成黑洞以后,其半径大概在0~2.9Km之间,而其视界半径同样为3Km。

由此,我们可以得到三个结论。

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当然,太阳变成黑洞也并非完全没有影响,比如在失去太阳这一光源以及热量以后,地球将会陷入黑暗并且成为一个“冰球”。

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那么如果太阳替换成一个同等大小黑洞的话会怎么样呢?当出现这种情况时,原本散发能量的星体将不再存在,转而变成一个吸收能量的天体。

这时,八大行星将会在引力的作用下不再围绕着黑洞公转,而是从四面八方吸引最终撞击到一起。

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不过这种情况也只是一种假说,毕竟目前人类对于黑洞的认知还只是冰山一角。

结语

其实我们之所以会做太阳变成黑洞的假设,主要原因就是想知道届时地球的安全性。

那从物理学角度出发,宇宙中本身就没有永恒存在的事物,据科学家推算,大约在45亿年之后,太阳将扩张成一颗巨红星,届时就已经是地球生命的末日了。

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所以我们与其担心太阳在哪一天会变成地球生命的终结者,倒不如从地球出发,预言一下是太阳先一步终结地球,还是战争、污染先一步终结地球。

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页面更新:2024-04-22

标签:恒星   黑洞   爱因斯坦   太阳   星体   天体   引力   宇宙   地球   质量

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