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  • 1 # 朋友推薦我

    人類對於黑洞的好奇一直都沒有停歇,就連科學界都對此爭吵不斷,如果地球被黑洞吞噬,到底會是一幅怎樣的場景?近日,一位美國科學家給出了答案。

    地球接近黑洞的部分會比另一邊受到更強的引力,於是地球開始解體,如果這個黑洞的質量非常巨大,那麼我們甚至有可能感覺不到自己正在被吞噬,因為在一段時間之內,由於時間變慢的影響,地球的視界(Event Horizon)會低於黑洞的視界,我們看到的東西將會一如尋常。

    你可以清晰的知道自己穿過正在穿越黑洞視界,進入黑洞內部。在穿過視界一瞬間,如果你回頭看的話,會看到外面的宇宙迅速的發展,恆星耗盡燃料爆炸,銀河系和仙女座星系碰撞,所有恆星熄滅,宇宙變得一片死寂。

  • 2 # 張雙南

    這是一個很有趣的問題,其答案取決於地球是被什麼樣的黑洞吞噬掉!

    我們知道,目前宇宙中已知的黑洞包括兩類,一類是恆星級質量的黑洞,其質量是幾倍到幾十倍太陽的質量,在我們銀河系內已經發現了有幾十個(也包括我本人發現的)。另外一類是超大質量的黑洞,質量通常在百萬到百億太陽質量之間,比如我們銀河系的中心就有一個這樣的黑洞,質量是四百萬倍的太陽質量,很可能宇宙中的每一個星系的中心都有這樣的一個黑洞。有些天文觀測證據表明,宇宙中也存在質量介於上述兩種之間的黑洞,稱為中等質量黑洞,但是目前的證據還不是特別確鑿。

    當一個物體被黑洞吞噬的時候,最主要的效果就是被黑洞的潮汐力撕開了,潮汐力指的是靠近黑洞的一面受到的黑洞引力比背面大,當這兩個力之差大於這個天體自身的引力的時候,那麼這個天體就會被撕碎了。由於黑洞的潮汐力是在這個天體到達黑洞視界的時候最大,但是黑洞的視界的半徑和黑洞的質量成正比,所以越大質量的黑洞的潮汐力反而越小,這就是《星際穿越》這個電影選擇送庫波去一個質量為一億倍太陽質量的黑洞,而不是去銀河系內的恆星級質量的黑洞或者銀河系中心的質量偏低的超大質量黑洞的原因。

    簡單的計算表明,當黑洞的質量為一億倍太陽質量的時候,地球到達黑洞視界的時候所受的潮汐力恰好能夠把地球撕開解體,離開黑洞稍微遠一點就沒事了,這就是為什麼《星際穿越》這個電影裡面的那個黑洞附近的行星還沒有被那個黑洞的潮汐力解體的原因。

    因此如果地球黑洞是被銀河系內的恆星級質量的黑洞或者銀河系中心的那個質量不太大的超大質量黑洞吞噬,情況會非常慘烈,我們的地球在進入黑洞之前就完全變成了碎片。但是如果是被宇宙中的質量遠遠大於一億倍太陽質量的黑洞吞噬,地球就會完好無缺地進入黑洞,當然如果我們隨著地球一起進去,我們最終也會隨著地球到達黑洞中心的奇點灰飛煙滅!

  • 3 # naughtypebble

    地球逼近黑洞的過程中,以黑洞和地球質心的連線作為半長軸,以地球質心為參照系中心,地球會受到黑洞引力梯度的影響,在臨近一側和遠離一側產生引力差,這就是潮汐力,同時地球以一定的角速度自旋(忽略公轉角速度,太小),在地球質心非慣性系觀測,會在半長軸所在的兩側產生最大的離心力(如果地球不自旋則忽略離心力),潮汐力和離心力均將地球由質心沿著半長軸向兩端撕裂。而地球自身對兩端的引力會阻礙這種撕裂,這三個力的合力平衡的時候,半長軸的長度就是臨界距離。撕裂的過程就是地球在半長軸兩端被拉扯,而與半長軸垂直的兩端被擠壓,逐漸粉碎。

    以最簡單的史瓦西黑洞為例,視界半徑為:R=2GM/c^2,地球逼近黑洞一個特定臨界距離L時會被黑洞的潮汐力撕裂,透過計算上面所說的三個力,就得到了經典的洛西極限距離如下:

    L<(9M/4pai*p)^1/3,p為地球密度,代入視界半徑公式,得到L<(9Rc^2/8Gpi*p)^1/3

    當L=R,得到R=(9c^2/8Gpi*p)^1/2,即視界半徑=臨界半徑;

    當R>(9c^2/8Gpi*p)^1/2時,臨界半徑小於視界半徑,說明視界半徑越大,潮汐力越小,需要進入黑洞視界內部才可以被撕裂。

    當R<(9c^2/8Gpi*p)^1/2,臨界半徑大於視界半徑,說明視界半徑越小,潮汐力越大,在未進入黑洞視界即可能被撕裂。

    而黑洞的視界半徑和質量成正比,這意味著質量越大的黑洞,潮汐力越弱,需要進入黑洞視界內部才會被撕裂。

    上面的過程也可以簡單的分析如下:

    黑洞質量越大,視界半徑越大,而視界半徑處單位質量所受潮汐力,用微分近似計算為δg=δr*dg/dr,設地球半徑為r,則有δg=2r*2GM/R^3。對於某些超級巨大黑洞而言,r<<R≈0,因此潮汐力近似為0。也就是在視界半徑處潮汐力可以忽略,隨著逐漸深入黑洞視界半徑內部,潮汐力逐漸增大,逐漸撕裂地球,對於小質量的黑洞,視界半徑比較小,在視界半徑處的地球所受到的潮汐力就會很顯著,有可能地球一接近視界就被撕裂。

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