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如果一颗质量和太阳一样的黑洞替代了太阳,地球会咋样?

如果太阳被一颗黑洞替代,很多人认为地球就会被吃掉,其实事情完全不是你相像的那样~

如果一颗质量和太阳一样的黑洞替代了太阳,地球会咋样?

这个意思就是说,在太阳位置换成了一颗太阳一样质量的黑洞,地球距离这个黑洞和距离太阳一样远。

先说答案:地球会黑暗寒冷,生命会终结。

因为黑洞没有光,地球失去了光和热的辐射,就会变得异常寒冷和黑暗。

没有了光照,就没有了光合作用,所有的植物都会死亡。所有依靠植物生存的动物跟着灭亡,靠吃动物肉的动物当然也跟着灭亡了。

何况整个地球变成一个冰球,连空气也被冻结了。

还有什么生物能够在-200℃以下的气温中存活呢?

有人说可以去地底下,那么靠什么活着?人造?至少在现阶段,人类还没有这样的能力。

受到影响的只是地球生命,对地球本身其实并没有大的影响。

有人提这样的问题,实际上是想看看黑洞巨大的引力会把太阳系搅成一个什么样子。

如果一颗质量和太阳一样的黑洞替代了太阳,地球会咋样?

其实这是一个误区,地球照样转。

公转速度都不变,只是没了一年四季,而且伸手不见五指,寒冷覆盖大地。

这是因为黑洞的引力大小与同质量天体没有什么不同。

也就是说太阳质量的黑洞,与太阳引力是一样的。这样那个黑洞在太阳位置,依然拉扯着太阳系八大行星和拉七杂八的大大小小天体,维持着太阳系原来的状态。

这个世界上所有的物质,都必须遵循万有引力定律。

引力大小是与物体质量成正比,与距离平方成反比的。

万有引力表达式为:F=GMm/r?

式中,F为引力值,G为引力常量,M和m是相互影响天体质量,r为天体之间距离。

所以,如果有一个太阳质量一样大的黑洞在太阳位置,我们地球会同样围绕着它公转,不会有什么变化,只会因为没有阳光照耀,会变得黑暗和寒冷。

当然公转轨道或许会由于没有了太阳风和光压,有微小的变化,但这种微小或许小到忽略不计吧。

那么有人可能要不解了,甚至要骂人了:什么玩意,黑洞被你这么一说,一钱不值了?不是说黑洞是顶级天体,通吃一切吗?怎么会与太阳一样呢?

其实这是对黑洞性质不了解的缘故。

所谓黑洞引力无限大,只是在一个很小的范围,如果范围大了那还得了?还有我们活命的机会吗?

如果一颗质量和太阳一样的黑洞替代了太阳,地球会咋样?

黑洞的引力范围小到什么程度呢?

这就得说说史瓦西半径了。

何为史瓦西半径?这是1916年,德国天文学家、物理学家卡尔·史瓦西,根据刚刚问世不久的广义相对论,得出了爱因斯坦引力场论的一个精确解。

他发现任何有质量的物体都有自己的一个临界半径值,是一个球状对称。

极大压力下,所有物质质量一旦被压进这个半径以内,就会出现奇异的现象:所有物质将无限坠落到中心无限小的奇点,而在临界半径球形范围出现无限引力场,在这个引力场里,任何物质都无法跳脱,包括光。

这个半径与质量成正比。

这就是后来人们称为的“黑洞”。

人们把这个临界半径就叫史瓦西半径,以纪念发现它的卡尔·史瓦西。

计算这个半径的公式为:

R=2GM/C?

式中,R为史瓦西半径,G为引力常量,取值6.67×10^-11N·m?/kg?,C为光速。

任何天体一旦接近黑洞的史瓦西半径,就会万劫不复。

这个意思看懂了吗?就是说本来黑洞与其他天体只要质量是一样的,引力都是一样大的,但由于其他天体太大,到达表面引力就小了。

因为引力大小与距离平方成反比,不是从天体表面计算,而是从质心起算。

黑洞由于表面,也就是史瓦西半径边界距离质心非常小,因此引力就变得非常极端,一旦接近或进入了史瓦西半径,才会受到极端引力控制。

如果一颗质量和太阳一样的黑洞替代了太阳,地球会咋样?

那么黑洞的史瓦西半径有多小呢?

根据公式计算,一座喜马拉雅山的史瓦西半径只有纳米级,纳米有多大?就是100万分之一毫米。

地球的史瓦西半径约9毫米,太阳的史瓦西半径约3000米,已知最大质量恒星r136a1的史瓦西半径约795000~900000米,也就是约795~900公里。

而现在的地球半径为6371公里,太阳半径为69.6万公里,r136a1为2436万公里。

黑洞史瓦西半径内的逃逸速度大于光速,光速为每秒约30万公里;而太阳表面的逃逸速度只有617.7公里,r136a1表面逃逸速度约1800公里。

太阳质量的黑洞半径只有3000米,而太阳半径是黑洞的232000倍,其引力当然衰减了。

太阳一样大的黑洞,在距离质心69.6万公里的地方,也就是太阳半径的地方,逃逸速度也是617.7公里。

在地球距太阳这么远的地方,受到一个太阳质量黑洞的引力也和太阳一样。

不过,根据引力场论,宇宙黑洞最小质量在太阳3倍左右,太阳没有形成黑洞的条件。

现在知道了吧?黑洞之所以引力极端,不是因为其质量有多大,而是因为它体积小,比同等质量的天体小很多,引力极端也只能在这个小范围实现。

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