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對於太陽來說,想變成黑洞是不可能的,它的品質實在太小了。大概在50億年後,它會發生超新星爆發。關於太陽的死亡,我們會在【宇宙出生日記】系列欄目中介紹。總之,太陽的命運,只能是一顆白矮星。

不過,假如我們非要討論一下這個情況呢?我想,這是一個幫助大家理解黑洞的好機會,所以,咱們不妨試一試——如果用同樣大的黑洞來代替太陽,會發生什麼事呢?

引力的大小和兩個物體間的距離平方成正比,因此,黑洞的引力範圍,也是隨著距離而遞減的。所以,我們才有黑洞的史瓦西半徑這個說法。史瓦西半徑又叫視界半徑,並不是黑洞的本體,而是黑洞的最強引力範圍。根據萬有引力定律和一顆黑洞的品質,可以輕鬆計算出黑洞的視界半徑。只要進入視界範圍內,包括光在內的所有物質都會被吸收。而在視界範圍外,光是可以逃脫的,而且距離越遠,逃逸速度越快。

那麼,問題就來了:我們說和太陽一樣大,是尺寸一樣大,還是品質呢?

如果是這個黑洞的史瓦西半徑和太陽半徑一樣大,那麼恭喜你,死定了。

根據太陽的品質可以輕鬆計算出來,這顆我們假設的黑洞只有30公里的視界半徑。也就是說,如果把太陽壓縮成黑洞,只有它附近30公里的光會被吸收,其他的光都可以安全通過(雖然會被扭曲)。而如果這個黑洞的視界半徑有太陽半徑那麼大,那麼就可以計算出來,它的品質或者說引力,是太陽的2.3萬倍。於是,地球就會打著轉落入黑洞。在臨死之前,你會看到非常詭異的畫面,如果你想知道被黑洞吞噬之前會有什麼樣的感受,咱們未來會單獨推出一期節目來介紹。

所以,如果是按照半徑來算的話,對於整個太陽系都太殘忍了,咱們還是按照品質相同的情況來分析吧。

如果是這樣的情況,那麼我可以拉著你的手恭喜你:至少比前一種情況能多活兩天,多看看這個不一樣的太陽系。

我們說過,太陽的史瓦西半徑只有大約30公里。在1.5億公里以外的地球上,我們幾乎只能看見天空中的一個黑點——可是,太陽都不在了,地球就永遠陷入黑暗之中,沒有白晝,在夜空中,我們可能也注意不到一顆黑點吧……月亮也是完全黑暗的,所有的行星也都再也看不見。

除了和距離有關,引力也和兩個物體本身的品質成正比。因此,如果品質和太陽相同,那麼這個黑洞所產生的引力也並沒有什麼特別的,地球還會像原來一樣圍繞太陽系的中心公轉。不僅地球,所有太陽系天體都會和平時一樣正常執行。

這就非常尷尬了,因為這個黑洞是真的“黑”。我們所有網上看到的黑洞圖片,都是正在吞噬物體的圖片。黑洞本身是沒有光的那些黑洞旁邊的光,都是黑洞的吸積盤。什麼是黑洞的吸積盤?就是物質被吞噬時高速“下落”,能量升高,於是開始發光所形成的結構。而這個黑洞品質和太陽一樣,引力也一樣,所有的天體都正常執行,不會落入黑洞。所以,它根本沒有機會發光。

另外還有一個問題,那就是霍金輻射。當黑洞不再吞噬,它就會開始“蒸發”。霍金指出:在黑洞的視界範圍內,會有虛粒子對的突然出現。當虛粒子對出現時,其中一個會被黑洞迅速吞噬,而另一個則會被射出來,變成實粒子。只要是粒子,就會有能量。也就是說,黑洞會開始流失自己的能量。

不過,霍金輻射的時間非常非常久。比如這顆“太陽黑洞”,大約需要10^64年。我們說過,太陽的品質有2000億億億噸,但這個數字和這個時間相比也顯得那麼微不足道。即使只蒸發一公斤的品質,也需要5*10^33年。因此,這顆黑洞所產生的霍金輻射,對我們不會造成任何傷害。

所以,我們唯一需要擔心的,就是沒有了光,地球生物該如何生存。

首先,沒有光,植物就無法進行光合作用。即使用盡地球上的化石能源,也無法提供太久的光亮,它們最終全部枯萎死掉。由於樹木新陳代謝較慢,它們可以堅持十年或者更久——不過恐怕不到那個時候,就被飢餓的動物們啃光了。沒有了植物,動物就會跟著死亡。北極熊和企鵝看起來幸運一點,能多堅持一陣子。比它們活得更久的是深海魚,因為環境的改變對於它們來說影響並不大。至於人類能不能耗得過它們,我持懷疑態度。最終,能夠堅持到最後的就是低等生物,因為它們沒有什麼器官分化,所以對環境的適應能力超強,比如水熊蟲。

更重要的是,我們應該怎麼防止被凍死。在太陽的光照下,地球能夠保持15℃左右的平均氣溫。但是,如果沒有太陽,只需要一年的時間,就會降溫到-73℃。這個“太陽黑洞”會給我們提供熱量嗎?可能要讓大家失望了,根據科學家的計算,它的理論溫度只有60納開(1/60000000000 開爾文),幾乎就是絕對零度了。所以,它不拖地球的後腿我們已經謝天謝地了。

同樣的,化石能源可以給我們解決一部分問題。但是隨著太陽的光照消失,我們必須成指數倍地燃燒化石能源,才可以保持溫度,導致化石能源消耗得更快——嗯,倒是不用再擔心溫室效應了。

唯一的辦法,就是像《流浪地球》說的那樣去地下生活,但人類顯然還沒有技術能夠挖那麼成熟的地下建築體系。這個地下建築體系,不是你以為的不見天日的三層地下室就可以,而是要非常深。只有那樣,我們才能依靠地球內部的熱源——放射性元素衰變——來提供足夠的溫度生存。

科學家告訴我們:從地表向下,每1公里會有20℃的升溫。如果地表降溫到零下七十幾度,那麼我們可能要生活在地下4公里的深處才行。而且地球會繼續降溫,我們也得不斷深入。蘇聯的科拉鑽孔,或許反而成為那時候人類的避難所。不過,科拉鑽孔屆時的“房價”,恐怕也不是我等凡人住得起的。

因此,無論太陽變成什麼樣的黑洞,地球都完蛋了。

當然了這種事不會真的發生,但是,你應該也體會到了太陽對於地球生物的重要性,和離開太陽的人類有多麼脆弱。茫茫宇宙中,什麼事都有可能發生,我們必須未雨綢繆,才有可能度過各種危機。

目前,有科學家認為,宇宙或許早晚有一天,會變成完全由黑洞統治的世界。如果這種情況發生,恐怕人類就很難生存了。要麼發展出相應的科技,要麼想辦法阻止這個結局的發生。不過,這就不是我們今天要討論的話題了~

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