网友提问:
如果地球压缩成黑洞的话大约有多大?
优质回答:
好吧,虽然地球不可能变成黑洞,但做假设可以
史瓦西说过,如果一个重力天体的半径小于一个特定值,天体将会发生坍塌,也就是形成黑洞。这个半径我们也叫他史瓦西半径,要计算地球变成黑洞有多大,只需要算地球的史瓦西半径就好
然后代入地球质量
最后可得地球史瓦西半径是8.86毫米…也就是说 地球要是个黑洞,就是一颗比玻璃弹珠大不到哪儿去的玩意。
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讨论黑洞的体积,如果以事件视界为半径,那么地球成为黑洞后,半径为8.84毫米,体积为2894立方毫米,和咱们小时候玩的玻璃球一般大小;但实际上,黑洞的本质是一个体积无限小,密度无穷高的奇点。
以上的结论都是以史瓦西黑洞为基础得出的,上面说的事件视界就是指“史瓦西半径”
这一个距离范围,任何物质一旦涉足,就再也不能逃出,只能落入奇点。并且这个半径可以由下图这个公式计算出来
其中G是引力常数,M是天体质量、c是光速,我们将地球质量放进去,很容易就能得到8.84毫米的半径结果。
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如果压缩成的黑洞没有电荷、不自转、球对称,就满足史瓦西解。带入公式能得出一个地球质量的黑洞半径为8.87㎜,这个半径也称视界半径。
史瓦西解是一个爱因斯坦引力方程的一个特征数学解,在宇宙中这样的黑洞不太可能存在,因为形成黑洞的天体就应该是有自转的,角动量守恒,黑洞也继承自转,而且因为半径小,自转的应该更快。
在理论研究中,黑洞根据物理性质的不同,大致分为四种:
黑洞分为这几种也正是因为它的物理性质太少了,总共就三个——质量、电荷、角动量,科学家形象的称为“三毛定律”,而黑洞都有质量,所以也就分为四种。
除了很平凡却也很少见的史瓦西黑洞,其他几种,有的有两个视界,内外视界之间还存在能层,它们的中心没有奇点,代之以存在排斥力的奇环,里面的很多性质,或许真的可以帮助我们前往其他时空或者其他宇宙。
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地球如果变成一个黑洞,体积会缩小到多少?
黑洞是没有体积的,黑洞的无法测量直径,它以一个质点的方式存在!假如地球坍缩成黑洞,那么它的体积将缩小∞倍,而这个∞真的是一个无穷大的数字……
但我们并不这样认为,直接坍缩的天体到达某一个临界值时将不可逆转的坍缩成黑洞,而这个临界值就是史瓦希半径,卡尔·史瓦西在1916年发现了史瓦西半径的存在!史瓦希黑洞的史瓦希半径和视界是重合的,因此一般意义上我们将史瓦希黑洞的史瓦希半径称之为黑洞的直径!但事实上黑洞只是一个无法测量直径的奇点,这个史瓦希半径为黑洞的绝对势力范围(光也无法逃脱的范围)!
地球的质量为5.965×10^24千克,代入上述公式计算出的半径约为8.85mm!
我们只能称这个半径为8.85MM的球体作为地球黑洞的直径!半径缩小了719318053倍,而体积缩小了大约3.722×10^26倍
但事实上地球并不会坍缩成黑洞,除非有一个超级文明在地球上放一坨“红色物质”!
很好奇只要那么一点却为什么要带那么大一坨,也许这就是在路上晚了的原因哈!
这是瓦肯星从内部坍缩的过程,因为罗姆伦人在它的核心放入了能让其坍缩成黑洞的物质!
其实太阳也不会成黑洞,未来只能到达白矮星!不过可以计算下,太阳的质量为1.9891×10^30千克,计算后的史瓦希半径约为2.9KM,着实不大…..
而事实上,即使太阳真的坍缩成黑洞对太阳系其他行星的影响是没有光和热,其他还是照旧,因为中心的质量并没有变化,因此大家该干嘛还是干嘛,只不过这没有阳光的日子那绝对不是人过的日子!
当然可能在太阳附近的尘埃带会形成一个小积盘,发出的高能X射线也许对人类有害,另外它应该不太可能成长,毕竟周围的行星都离它太远!
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黑洞是有位置无大小的奇点,不管坍缩前的星体原有质量是多少,坍缩后形成的黑洞都是奇点。不过还是有一个尺寸可以参考,也就是星体坍缩成黑洞的界限阈值。这就是通常称作“史瓦西半径”的单位。这个阈值的大小与星体的原有质量相关并呈正比。比如太阳的史瓦西半径大约是三千米。至于地球,由于质量太小,所以史瓦西半径只有不到九毫米。这就是地球如果坍缩成黑洞后的视界尺寸。凡进入这个视界之内的一切物质,都不能再逃离该黑洞的引力。