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如果把你變成一個黑洞,你會有多大?

最近,黑洞這種天體大火了一把,天文學罕見地在全世界範圍內掀起了一股科學熱潮。

黑洞這個天體,也讓人們充滿了興趣和好奇心,它的各種特性,也被人們津津樂道。比如說,它有超強的引力,可以讓宇宙中最快的光都無法逃逸。因此,它也沒法直接觀測,讓人們更是對它充滿了好奇。

由於黑洞不斷地吞噬天體,它的質量會不斷增加。根據萬有引力定律我們可以知道,一個物體對另外一個物體的引力,取決於它的質量和二者之間的範圍。也就是說,一個物體離黑洞越近,受到黑洞的引力就越大。如果距離固定,黑洞本身的質量越大,引力也就越大。

簡單來說,一個黑洞能吸收距離它多遠的光線,取決於它本身有多少質量。它的質量越大,它就能夠吸收越遠的光線。用我們來看,它的「漆黑」的區域就越大。

這個範圍,被稱作視界範圍。它的半徑,叫做視界半徑。由於這個半徑是由於天文學家史瓦西計算出來的,因此又被稱作史瓦西半徑。

實際上,一個黑洞的史瓦西半徑很容易計算,其根本還是在於計算一個天體的逃逸速度。一個天體的逃逸速度v等於萬有引力常數乘以天體質量的2倍除以逃逸者與天體的距離再開根號。這裡,如果把v設定為光速,就可以根據黑洞的質量計算出光能夠恰好逃逸的臨界點,這也就是視界範圍的邊界。

換句話說,天體的史瓦西半徑等於萬有引力常數乘以天體質量乘以二再除以光速的平方。

以銀河系中心的黑洞人馬座A*為例,它的質量是太陽的400萬倍。太陽的質量,是2000億億億噸,由此可知人馬座A*的質量,然後可以計算得出,它的史瓦西半徑大約是780萬公里。

史瓦西半徑原本是被用來描述黑洞的引力範圍的,不過,在後來,人們開始腦洞大開,用來設想其他天體變成黑洞的時候,可以控制多大的範圍。

如果我們的太陽變成了一個黑洞,它會有多大的史瓦西半徑呢?

答案可能讓你覺得驚訝,只有3000米。也就是說,如果太陽變成黑洞,它只能吸收方圓3000米以內的光線。

如果把我們的地球變成黑洞,那就更可憐了,史瓦西半徑只有9毫米——沒辦法,我們的地球實在是太渺小了。

還有人以喜馬拉雅山脈為假設做了計算,發現這個世界上最巍峨的山脈,如果濃縮成黑洞,史瓦西半徑僅僅有1納米那麼大點。

那麼,你是否好奇:如果一個人變成黑洞的話,會有多大的視界範圍呢?

按照一個人60公斤為例,通過公式計算可以發現,這個結果小的可憐,僅僅有10^-26米的史瓦西半徑。

這是個什麼概念呢?要知道,原子的核外電子的直徑還有9x10^-17米,是一個人的史瓦西半徑的1億倍!

有人會問:研究這麼小的黑洞有什麼意義?宇宙中難道有這麼小的黑洞?

負責任地告訴你:很多科學家都相信,宇宙中有一種叫做微型黑洞或者原初黑洞的黑洞,遠比上面說的黑洞還要小,它們的史瓦西半徑甚至可能只有普朗克長度,也就是1.6x10^-35米。

這些黑洞究竟是否存在、有什麼性質、對宇宙有什麼影響,目前尚不得而知。它們或許隱藏在太陽系,只是太過渺小,難以觀測。

不論是黑洞還是宇宙,都遠比我們想像的還要更加神秘。只有搞清楚它們,才能衝出太陽系,走向宇宙邊界。


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