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  • 1 # 孩兒們隨我來

    問得不太對,炸彈和黑洞沒什麼關係,不是爆炸厲害就能炸出黑洞,而是隻要天體被壓縮到了史瓦西半徑,就能自動變黑洞了,比如把地球壓縮到直徑1.8毫米,或者把太陽壓縮到直徑6000米,它們就可以因為自身引力的作用坍縮成奇點,自動變成黑洞了。

  • 2 # 軍機處留級大學士

    微黑洞,也稱為量子力學黑洞或迷你黑洞,是假設的微小黑洞,量子力學效應在其中起著重要作用。比恆星質量小的微黑洞可能存在的概念是斯蒂芬·霍金在1971年提出的。

    這種量子原始黑洞有可能是在早期宇宙(或大爆炸)的高密度環境中產生的,或者可能是透過隨後的相變產生的。天體物理學家可能會透過霍金輻射預期發射的粒子觀察到它們。

    一些涉及空間維度的假設預測,微黑洞可以在低至TeV範圍的能量下形成,這在粒子加速器中是可行的,例如大型強子對撞機。然而,這種量子黑洞會立即蒸發。要麼完全蒸發,要麼只留下非常微弱的相互作用殘留物。除了理論上的爭論,宇宙射線撞擊地球不會產生任何損害,儘管它們達到數百TeV的能量範圍。

    原則上,黑洞的質量可以等於或高於普朗克質量(約為2.2×10^-8千克或22微克)。要製造黑洞,必須充分集中質量或能量,使其從聚集區域的逃逸速度超過光速。黑洞的最小質量大約是普朗克質量。

    1975年,斯蒂芬·霍金認為,由於量子效應,黑洞透過現在被稱為霍金輻射的過程“蒸發”,在這個過程中,基本粒子(如光子、電子、夸克、膠子)被髮射出來。他的計算表明,黑洞的尺寸越小,蒸發速度越快,隨著微型黑洞的突然爆炸,導致粒子的突然爆發。

    任何質量足夠低的原始黑洞都會在宇宙壽命內蒸發到普朗克質量附近。在這個過程中,這些小黑洞放射出物質。成對的虛擬粒子從視界附近的真空中出現,其中一對粒子中的一個被捕獲,另一個逃離黑洞附近。最終結果是黑洞失去質量(由於能量守恆)。根據黑洞熱力學公式,黑洞失去的質量越多,它變得越熱,蒸發得越快,直到它接近普朗克質量。在這個階段,黑洞的霍金溫度為5.6×1032 k,這意味著發出的霍金粒子的能量與黑洞的質量相當。這樣,熱力學就被打破了。

    在三維引力中,微觀黑洞的最小能量是10^19GeV,它必須被凝聚成普朗克長度量級的區域。這遠遠超出了當前技術的極限。據估計,將兩個粒子碰撞到普朗克長度的距離內,並具有目前可達到的磁場強度,需要直徑約1000光年的環形加速器來保持粒子在軌道上。斯蒂芬·霍金在他的《時間簡史》第6章中還說,物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒曾經計算過,一個利用地球上全部水提取出氘製造的氫彈可能產生這樣一個黑洞,但霍金沒有提供這種計算或任何參考來支援這一論斷。

  • 3 # 魅力科學君

    讓我們先來理理題主的思路:黑洞大多形成於恆星的超級爆炸,恆星的主要成分是氫元素,水的分子式是H2O,因此水裡面有氫元素。那麼如果將巨量的水,比如說全世界(通常理解為全地球)的水裡面的氫元素提取出來,然後再將它們壓縮在一起,讓它們像恆星一樣被點亮,並最終產生爆炸,從而形成一個黑洞。

    然而這樣的理解片面的。理論上來講,任意的一團水都可以形成一個黑洞,但前提是你要把它們壓縮得足夠小。我們來看一看一團水是怎麼樣的形成一個黑洞的,這裡想象一下,假如我們有無限的力量可以將物質進行壓縮,那麼首先就會將這些物質的分子鍵壓斷,形成一堆單個的原子氫、氧。

    隨著壓力的持續增加,這些原子會互相靠攏,並引發核聚變,在這個過程中會釋放出大量的能量,恆星的光和熱就來自最簡單的氫-氦核聚變。核聚變產生的能量將會阻止我們的進一步壓縮,但如果我們給的壓力足夠大,原子間將會進一步靠攏,並逐漸形成更重的元素,關於這一點,可以參看元素週期表,越往後的元素越重。

    當核聚變進行到生成鐵元素時,由於鐵元素的核聚變所產生的能量比吸收的能量少,因此鐵元素的穩定性很高,通常在這個階段恆星就會因為內外壓力的不平衡而發生超新星爆炸。爆炸產生的力會將外部的物質炸飛,並伴隨著極其強大的能量釋放,同時也會將內部的物質進行更強力的壓縮。也就是說,這時候我們可以暫停一下施壓的過程,最好還是先躲一躲,或者找一面能夠抵禦超新星爆炸威力的盾牌(如果能找到的話)。

    更強力的壓力將會使核聚變繼續進行,聚變成我們視為珍寶鉑、金、銀等等更重的元素(友情提示:缺錢的話,這裡就可以停止了)。如果壓力足夠強勁(超新星爆發的力量是足夠的),當這些原子“聚無可聚”時,它們就會被壓碎,產生的後果就是原子中的電子被強行壓入原子核,並於核內的質子形成中子。當電子全部被壓入原子核內,幾乎所有的物質都會變成中子,這些中子就形成了傳說中的中子星。

    很多時候,在超新星爆發後恆星的演化就在這裡停止了,因為中子之間有強大的“簡併壓”,它可以阻止自身物質的進一步坍塌。於是又輪到了我們出場了,啥都不說,直接往緊裡壓!我們可以看到中子星進一步變小,形成了一個夸克星,這是因為中子是由夸克組成,夸克之間還存在著很大的空間,理論上來講,夸克星是一種比中子星更緻密的天體,但並不是黑洞。夸克星就不好壓了,不過還好我們的想象力有著不可思議的力量,於是隨著夸克星的坍塌,一個嶄新的黑洞誕生了!

    我們來看看這個黑洞有多大,根據相關資料,如果地球被壓縮成一個黑洞,那麼它的半徑僅為9毫米左右,這比常見乒乓球還要小很多。而地球上所有的水和地球本身相比也就是下圖這個樣子(左邊那個小星球是木衛2,據說比地球上的水還多)。

    就算將地球上所有的水都用來製造黑洞,這個生成的黑洞也是小之又小,我們肉眼根本不可能看到它。另外要講的是,黑洞並不是通常我們所想的那樣只出不進,它也會向外輻射能量,如果一個黑洞太小,那麼它將很快就會“蒸發”掉。

    問題是現實中我們並沒有這種強大的力量,那麼那些黑洞又是怎麼形成的呢?其實就是引力,雖然引力很弱,(隨便一塊磁鐵就可以吸起地面上的鐵針,其產生的電磁力就可以對抗整個地球對鐵針的引力),但是引力有一個強大之處就在於,它可以近乎無限的疊加!舉個例子,一隻螞蟻壓在我們身上,對我們構不成任何威脅,但是如果是1億隻螞蟻呢?恐怕我們早就被壓扁了吧。

    所以我們根本不需要那麼費力的去壓縮水,只需要將足夠多的水堆在一起就可以了。那麼,需要多少水堆在一起才能形成一個黑洞呢?根據奧本海默極限,一顆中子星的質量達到了太陽質量的1.5至3倍,它就可能會坍塌成黑洞。考慮到核聚變、超新星爆發等會大量的消耗物質,穩當起見,本人認為8倍太陽質量的水就可以了,當然你想多加點也沒問題,那樣更穩當一點!8個太陽是什麼概念呢,先看看地球與太陽比例的真實大小吧,提醒一下,在下圖中你一眼看到的藍色星不是地球,地球還在下面。

    綜上所述,製造一個黑洞跟氫彈爆炸沒有什麼關係,關鍵是你要有足夠的力量來壓縮才行。

  • 4 # 講科學堂

    目前的氫彈實際上並不是真正的氫彈,應該算是三相彈。它的威力主要是由核裂變釋放出來的,聚變環節只是用來得到更多的中子,用來引發更大的核裂變反應。

    圖:氫彈 結構圖圖:沙皇核彈爆炸

    目前人類的技術還做不到引發氫(氕)的核聚變,它的核聚變需要的條件實在是太苛刻了。現在只能做到用氘和氚(同為氫的同位素)進行核聚變,它們在自然界的含量較少。即使是我們能夠用地球上全部的氫來製造一個核武器,我們可能都無法用它來製造一個黑洞。

    圖:黑洞的計算機模擬

    根據黑洞形成的理論,只要物質密度達到了一定程度就能夠產生巨大的時空彎曲,從而引數黑洞。即使是一個質子的質量也行。但我們無法約束核彈爆炸能量集中於一個極小的範圍,使物質的密度達到產生黑洞的條件。

    式:史瓦西半徑公式,只要物質質量(M)壓縮到史瓦西半徑以內就能產生黑洞

    實際上,太陽的核心中每時每刻都在進行著“氫彈爆炸”。在太陽核心之中每秒有大約6.2億噸的氫進行了核聚變反應,其中質量的0.7%轉換成了能量釋放出來。這相當於9.192億億噸TNT爆炸的當量。但即使是這樣,它也遠不能達到產生黑洞能量。實際上,天體只要在進行著核聚變反應就不能夠產生黑洞。

    只有在大質量天體(約20倍太陽質量以上)燃燒完核聚變材料後,發生超新星爆發,剩下的殘骸質量超過了奧本海默極限(3.2倍太陽質量),才能產生黑洞。這是由於沒有了核聚變產生的輻射壓來阻擋巨大質量帶來的重力坍縮,從而壓縮恆星殘骸進入史瓦西半徑,使其成為了黑洞。

    如果人類能夠製造出宇宙大爆炸之初的能量密度或者採用超級強子對撞機就能夠製造出微型黑洞或者量子黑洞來。

  • 5 # 時空通訊
    這個題目本身就是一個認知錯誤,完全不瞭解黑洞的形成機制,以及所需的質量能量有多大。

    如果是為了製造一個人造微型黑洞,就沒有必要這麼勞師動眾了。因此這位出題的網友並不是要製造這樣一個人造微型黑洞,而是妄圖製造一個天體黑洞。

    這是一種很狹隘的視野,站在地球上,總以為天大地大沒有地球大,才會有這種錯誤的認識。

    地球不但對於宇宙,就是對於太陽系也是非常非常渺小的。在俺們太陽系,太陽老大一個天體就佔有了整個全系質量的99.86%,而我們地球佔有的質量才有0.0003%,最大的行星木星佔有0.01%,也是地球質量的318倍。

    而黑洞要求多大質量才能夠形成呢?就是太陽質量的3倍左右,也就是說目前存在於宇宙中的黑洞最小質量在太陽的3倍左右。

    但這僅僅是最小的黑洞質量需要這麼大,並不是說有這麼大質量就會形成黑洞。形成黑洞的基本條件是先要有中子星的密度,再繼續坍縮到自身的史瓦西半徑以內,才最終成為一個黑洞。

    所以經過長期觀測和計算,科學界認為,要有太陽質量30倍以上的恆星,在發生超新星大爆炸以後,中心殘留的那個緻密“核”,超過了3倍左右太陽質量,才能夠繼續塌陷成黑洞。

    所以成為黑洞的條件是多麼的苛刻?我們太陽都不敢想,何況地球,還僅僅侷限在地球之水?

    大概出這個題目的人以為核聚變威力就很大,就可以違背宇宙規律了。

    其實他不知道,所有的恆星核心都在源源不斷的發生著核聚變,正是核聚變的巨大能量,才使太陽發光發熱了幾十億年,其熱量的22億分之一流落到了地球上,才哺育了生態萬物的多姿多彩。比起太陽來,那點點地球之水實在是馬尾穿豆腐,無法提起。

    太陽都不敢奢望的事,地球竟敢窺探,而且還是地球上的皮毛~一點點哈喇子,這不是宇宙笑話嗎?哈哈~

  • 6 # 科學探索菌

    想法很瘋狂,一個質量等同於地球上所有水的總重量的氫彈,引爆後並不能製造黑洞。

    為了回答這個問題,讓我們先來看看什麼樣的條件才能形成黑洞?

    眾所周知,黑洞是宇宙中引力最強的天體。通常黑洞是由大質量恆星衰老時形成的。超大質量恆星(25倍太陽質量以上)衰老時,會透過超新星爆發的形式將大部分物質拋入太空,當衰老恆星餘下的質量超過奧本海默極限(3.2倍太陽質量)時,其會在引力的作用下坍縮,就會不可避免的坍縮成黑洞。

    理論上而言,對一個物體不斷進行壓縮,當其半徑小於其史瓦西半徑時,他就會不可避免的坍縮成一個黑洞。一個物體的史瓦西半徑與其質量成正比。

    銀河系中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約為780萬千米,太陽的史瓦西半徑約為3千米,而地球的史瓦西半徑僅為9毫米。

    這樣的氫彈根本造不出來

    目前人類所造的氫彈需要原子彈來引爆,也就是說核爆炸中有一部分能量是來自核裂變,並不完全是依靠氫的同位素聚變釋放能量的。那麼大質量的氫彈造不造的出來先不管,首先在引爆上就是一個問題。這麼大的氫彈很不穩定,也根本不可能完全聚變並釋放能量。

    要想把水造成氫彈,需要將水分解成氫和氧。人類目前還沒有完全掌握氫聚變技術,不然的話早就用來發電了,至於將氧元素聚變更是難上加難。

    結論:氫彈爆炸根本不可能產生黑洞

    拋開其他問題,一枚質量和地球上所有水的總質量一樣重的氫彈,體積本身就非常大,爆炸並不能集中約束於某一個極小範圍的空間內,即使爆炸釋放的能量再多也形成不了黑洞。

    說到核聚變爆炸,就拿我們天天見、年年見的太陽來說。太陽內部每秒鐘都在進行著氫核聚變反應,我們所感受的光和熱就是從太陽內部輻射出來的。太陽內部每秒鐘有6億多噸的物質參與核聚變反應,質量損失僅為0.7%,也就是說太陽每秒鐘會有400多萬噸的物質轉化為能量。

    太陽可以說就是一顆在緩慢爆炸的氫彈,更何況太陽的質量是地球質量的33萬倍,太陽都變不成黑洞,更何況題主想象出來的那個氫彈。

    由此可見,黑洞的形成條件遠比我們人類的想象苛刻的多。真想要造一個黑洞玩玩,也不是不行,理論上對粒子進行進行極高能量的碰撞,也許可以生成量子黑洞。

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