既然黑洞吞噬一切,为啥科学家还敢制造,难道不怕把自己吞掉?



既然黑洞吞噬一切,为啥科学家还敢制造,难道不怕把自己吞掉?


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【既然黑洞吞噬一切,为啥科学家还敢制造,难道不怕把自己吞掉?】

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看过我过去有关黑洞文章的都知道 , 黑洞是宇宙顶级天体 , 通吃一切 , 而且就像传说中的貔貅 , 没屁眼 , 光吃不拉 , 因此就会越吃越长越大 。 现在人类已知宇宙中最大的黑洞质量达到了太阳的1040亿倍 , 就是经过很多年吞吃了许多天体才长成这样的 , 这个黑洞叫SDSS J073739.96+384413.2 。
黑洞的吃相很难看 , 有点像鲨鱼或鳄鱼 , 不管废铜炼铁什么都往肚子里吞 , 来者不拒 , 任何天体也无法与其抗衡 。 现在已发现宇宙最小黑洞约太阳质量的3倍 , 最大恒星约太阳质量的200多倍 。 理论上 , 宇宙中最小的黑洞都可以吃掉最大的恒星 。 既然黑洞是如此霸道 , 蛇可吞象 , 太阳、地球遇到黑洞岂不就完了 , 为啥还有些科学家还说要制造一个黑洞呢?这不是自己作死吗?它们就不怕自己被吃了 , 还连累别人也被吃了?黑洞形成机制和科学家们想制造的黑洞说到制造黑洞 , 这里就不得不说说黑洞形成的原理了 。 虽然黑洞看起来很极端 , 无恶不作 , 但其实它形成的原理很简单 , 就是压力 。 只要有难以想象的巨大压力 , 将任何物质压缩到自己质量的临界点之内 , 就成为一个黑洞了 。
物质质量的临界点就是史瓦西半径 , 史瓦西半径的计算公式为:R=2GM/C^2 。 公式里的R就是史瓦西半径 , G为引力常量 , M为质量 , C为光速 。 形象地说 ,就是物质被压缩进自己临界点之后 , 就会无限坠落到核心一个无限小的奇点上 , 而史瓦西半径 , 就是在奇点周围形成的一个曲率无限大的球状无物的空间 。 根据史瓦西半径公式计算 , 太阳的史瓦西半径约为2964米 , 地球的史瓦西半径约8.9毫米 , 月球的史瓦西半径约1毫米 。 但要把物质压缩进自己质量史瓦西半径内谈何容易 , 不但人类无法制造出这种极端压力 , 就是宇宙中也很少能有这种压力 。
因此宇宙中形成黑洞的条件只有一个 , 就是天体质量足够大 , 大到太阳质量的40倍左右 。 这种天体核心压力极高 , 在演化末期还会发生超新星大爆发 , 在超大压力挤压下 , 才能在核心留下一个黑洞 。 除此之外 , 还有中子星质量超过上限 , 即奥本海默极限 , 这样才能够在已经极大压力下再增加一点压力 , 压垮依靠中子简并压勉强支撑的中子星形态 , 成为一个看不到物质的黑洞 。 既然如此 , 科学家们如何获得这么大的压力 , 在地球上制造出一颗黑洞呢?原来是欧洲大型强子对撞机 , 可以制造出微观层面极强的压力和温度 , 甚至可以再现宇宙大爆炸后1秒钟内的景象 , 因此理论上是可以制造出一个原子级别黑洞的 。
请注意 , 科学家们要制造的黑洞 , 只是原子级别的微型黑洞 , 不是史瓦西半径有原子这么大 , 而是这个黑洞的质量只有原子这么大 。 氢原子的质量约1.674*10^-27kg(千克) , 理论上 , 执照出来的黑洞史瓦西半径约2.48*10^-54米 , 就是约248万亿亿亿亿亿亿分之一米 。 这么大的黑洞能够吃掉地球吗?回答是否定的 , 因为这涉及到黑洞蒸发理论 , 这个理论是已故著名物理学家霍金率先发现并创立的 。 黑洞蒸发理论简介量子力学的不确定性原理告诉人们 , 真空不空 , 到处都存在着虚粒子海洋 , 这些虚粒子会在随机量子涨落中以正反成对的方式涌现 , 很快又相互湮灭 , 但也有极个别没有湮灭而分开 , 这就是宇宙奇点的起源 。
霍金的黑洞蒸发(又叫黑洞辐射)理论就是建立在这个理论基础上的 。 他认为在黑洞史瓦西半径(事件视界)里 , 是一片符合不确定性原理的量子虚空海洋 , 虚粒子在视界附近不断涌现又湮灭 , 但在湮灭前正反粒子会分离一段极短的时间 , 这样就会发生四种可能性:1、两个伙伴重新相遇 , 并且相互湮灭;2、反粒子被黑洞捕获 , 正粒子则逃离到外部世界;3、正粒子被黑洞捕获 , 反粒子逃出;4、正反粒子虽然没有湮灭 , 但双双落入黑洞 。 落入黑洞的粒子即被无限引力拉扯到核心奇点里 , 而逃逸的粒子就成为洞外物质 。 霍金对这几种情况发生的概率计算 , 结果是第2种可能性最常见 , 这样黑洞就有倾向的捕获反粒子 , 而正粒子则逃出黑洞成为可见物质 。 负能量被吸收 , 正能量损失 , 这就是黑洞能量或质量会不断减少 , 也就是黑洞蒸发或黑洞辐射的原因 。

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