我們逐個分析一下為什麼不可能存在1立方厘米的這些物質,以及一個微型的原初黑洞放到地球上會發生怎樣的結果。
白矮星是中小質量恆星演化的末期階段,中子星是大質量恆星演化的產物,黑洞由多種產生機制,主要包括大爆炸初期誕生的原初黑洞、超大質量恆星演化形成的恆星級黑洞、分佈在星系中的恆星級黑洞合併形成的中等質量黑洞,以及星系中心的超大質量黑洞等。
它們的形成,都需要初始的條件。
白矮星是中低質量恆星演化的最終產物,銀河系中大部分都屬於這一類。中低質量恆星在渡過主序階段後,核心開始進行氦融合並膨脹成為一顆紅巨星,如果紅巨星沒有足夠的質量產生碳聚變,碳和氧就會在核心堆積,在成為行星狀星雲之後,留下來核心會成為一顆由極端高密度物質產生的電子簡併壓支撐的白矮星。形成白矮星的恆星有質量下限與上限,因此產生的白矮星直徑也有一個下限與上限,一個典型的穩定且獨立的白矮星有大約半個太陽質量,直徑比地球略大。
如果一個大質量恆星在崩潰前的質量超出太陽質量3倍,那麼在恆星殘骸中心因為電子會被壓進氦原子核中,這些中子產生的“中子簡併壓”,可以抗衡引力使得恆星成為密度比白矮星大得多的穩定的中子星。一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1.35到2.1倍,半徑在10至20公里之間,質量越大半徑越小。
在超大質量恆星演化末期,如果其坍縮核心剩餘的質量超過太陽質量的3.2倍(其前身恆星的質量可能會超過太陽質量的20倍),由於沒有能夠對抗引力的斥力,核心坍塌將無限進行下去從而形成黑洞,這種黑洞被稱為恆星黑洞。
數十個甚至更多的恆星黑洞可能合併成為所謂中等質量黑洞,而在星系中心對整個星系產生影響的超大質量黑洞的質量超過數萬倍甚至數百萬倍太陽質量。
宇宙大爆炸初期早期膨脹前,某些區域密度非常大,以至於宇宙膨脹後這些區域的密度仍然大到可以形成黑洞,這類黑洞叫做原初黑洞。原初黑洞的質量與密度不均勻處的尺度有關,因此原初黑洞的質量可以小於恆星坍塌生成的黑洞。但是這種黑洞從來沒有被觀測證實,即使存在,它們的直徑也及其微小,可能遠遠達不到“1立方厘米”的尺度,更有可能限於裸奇點到粒子尺度之間。
如果是一個普朗克尺度的微黑洞掉落到地表,它會迅速沉入地心,不會有任何人能夠察覺到它的存在。
如果是更大一些的微黑洞,可能會產生一些物理效應,但結果還是會迅速沉入地心,這個過程或許還會形成全球性的地震波。
我們逐個分析一下為什麼不可能存在1立方厘米的這些物質,以及一個微型的原初黑洞放到地球上會發生怎樣的結果。
白矮星是中小質量恆星演化的末期階段,中子星是大質量恆星演化的產物,黑洞由多種產生機制,主要包括大爆炸初期誕生的原初黑洞、超大質量恆星演化形成的恆星級黑洞、分佈在星系中的恆星級黑洞合併形成的中等質量黑洞,以及星系中心的超大質量黑洞等。
它們的形成,都需要初始的條件。
白矮星是中低質量恆星演化的最終產物,銀河系中大部分都屬於這一類。中低質量恆星在渡過主序階段後,核心開始進行氦融合並膨脹成為一顆紅巨星,如果紅巨星沒有足夠的質量產生碳聚變,碳和氧就會在核心堆積,在成為行星狀星雲之後,留下來核心會成為一顆由極端高密度物質產生的電子簡併壓支撐的白矮星。形成白矮星的恆星有質量下限與上限,因此產生的白矮星直徑也有一個下限與上限,一個典型的穩定且獨立的白矮星有大約半個太陽質量,直徑比地球略大。
如果一個大質量恆星在崩潰前的質量超出太陽質量3倍,那麼在恆星殘骸中心因為電子會被壓進氦原子核中,這些中子產生的“中子簡併壓”,可以抗衡引力使得恆星成為密度比白矮星大得多的穩定的中子星。一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1.35到2.1倍,半徑在10至20公里之間,質量越大半徑越小。
在超大質量恆星演化末期,如果其坍縮核心剩餘的質量超過太陽質量的3.2倍(其前身恆星的質量可能會超過太陽質量的20倍),由於沒有能夠對抗引力的斥力,核心坍塌將無限進行下去從而形成黑洞,這種黑洞被稱為恆星黑洞。
數十個甚至更多的恆星黑洞可能合併成為所謂中等質量黑洞,而在星系中心對整個星系產生影響的超大質量黑洞的質量超過數萬倍甚至數百萬倍太陽質量。
宇宙大爆炸初期早期膨脹前,某些區域密度非常大,以至於宇宙膨脹後這些區域的密度仍然大到可以形成黑洞,這類黑洞叫做原初黑洞。原初黑洞的質量與密度不均勻處的尺度有關,因此原初黑洞的質量可以小於恆星坍塌生成的黑洞。但是這種黑洞從來沒有被觀測證實,即使存在,它們的直徑也及其微小,可能遠遠達不到“1立方厘米”的尺度,更有可能限於裸奇點到粒子尺度之間。
如果是一個普朗克尺度的微黑洞掉落到地表,它會迅速沉入地心,不會有任何人能夠察覺到它的存在。
如果是更大一些的微黑洞,可能會產生一些物理效應,但結果還是會迅速沉入地心,這個過程或許還會形成全球性的地震波。