据国外媒体报道,在许多人看来,黑洞是宇宙中相当可怕的存在它们无比黑暗,有着强大的引力,似乎有着某种不祥的意味
如今,天体物理学家又提出了一种假想的黑洞类型:原初黑洞这种黑洞不是由恒星坍缩而成,而是形成于宇宙的最初时刻,并充斥于我们现今的宇宙
那么,一个这样的远古怪物冲向地球的几率有多大一位天体物理学家对此进行了计算
诞生于大爆炸
早期的宇宙既狂野又复杂,与我们今天所处的温和宇宙截然不同在大爆炸的最初时刻,宇宙发生了剧烈的相变尽管科学家们已经初步理解了大爆炸最初几分钟的物理现象,但在那之前发生的事情却一直笼罩在神秘之中 mdash,mdash, 相关的数学计算也异常复杂
要形成黑洞,需要一些相当极端的条件,比如一颗恒星在其生命的最后时刻发生坍缩在宇宙诞生的最初几秒钟里,恒星并不存在,但可能存在形成黑洞的合适条件,原初黑洞的形成,所需要的只是将大量的物质或能量塞进一个足够小的空间
在宇宙遥远的过去,在我们尚未探测到的宇宙未知领域,可能正好存在一些条件,使原初黑洞充斥着整个宇宙这些黑洞可能有不同的质量,取决于它们形成的条件不过,科学家几十年来对原初黑洞的搜索毫无结果,使人们对它们的兴趣逐渐减弱直到不久前,我们终于有了一个高效的探测工具 mdash,mdash, 激光干涉仪引力波天文台
当 LIGO 首次探测到黑洞碰撞所产生的引力波时,天文学家发现,这些黑洞的质量相当奇特,每一个都有太阳质量的几十倍这个质量范围很难通过常规的恒星黑洞合并来实现,因为这样的合并事件必须足够频繁,才有可能形成如此规模的黑洞于是,原初黑洞又回到了天文学家的视野当中
寻找原初黑洞
关于早期宇宙发生的各种过程,如果有某种奇特的机制能产生黑洞的话,那就不会只产生几个黑洞,而是会充满整个宇宙事实上,宇宙中可能存在着足够多的原初黑洞,至少可以作为一部分暗物质的解释,据天文学家估计,神秘的暗物质占宇宙中所有物质的 80% 以上
最近发表在预印本数据库 arXiv 上的一篇论文中,科学家假设宇宙中可能存在着数量惊人的小型黑洞它们会经历怎样的变化
事实上,黑洞并不是 100% 黑色的,它们会通过霍金辐射失去质量霍金辐射是发生在黑洞事件视界的复杂量子力学过程,允许一些粒子和辐射从黑洞逃逸黑洞越小,其质量损失就越快小于 1 亿吨的黑洞 mdash,mdash, 比一颗典型的小行星略轻 mdash,mdash, 在当前的宇宙年龄中将失去大约一半的质量对于更大的黑洞,在当前的宇宙年龄下,只会因霍金辐射损失一小部分质量
每个星系中小型黑洞的总数取决于星系中有多少暗物质,以及每个黑洞有多大不过,无论怎么分,不同星系中应该都有很多小型黑洞
而且,这些黑洞的运行都很快根据计算机模拟和星系动力学的观察结果,暗物质的速度超过每秒 160 公里以这样的速度,一个小行星质量的黑洞可以在几周内覆盖木星和地球之间的距离那么,我们应该害怕这些黑洞撞上地球吗
原初黑洞与地球的碰撞
如果一个小行星质量的黑洞撞击地球会发生什么简单来说:灭顶之灾黑洞会像一把加热的刀刺穿黄油一样,刺穿我们星球的表面,另一方面,黑洞会立即开始减速,因为它会与地球的引力相互作用任何原子或分子在穿过事件视界之后,就会从已知的宇宙中溜走,再也看不见事件视界是黑洞的边界,在这个边界之内,任何东西,甚至光,都不能逃脱
在最理想的情况下,黑洞会从地球的另一侧离开,留下幸存者来收拾残局在最糟糕的情况下,黑洞会落在地核的位置,在那里地球的引力将足以让黑洞开始进食最终,黑洞会吞噬我们整个星球
值得庆幸的是,根据这篇论文的计算,黑洞落在地核上的几率相当小 mdash,mdash, 它们的运行速度实在太快了。
另一方面,地球与黑洞的遭遇还会导致另一个令人不快的结果:升温在穿过地球的过程中,黑洞会吸积物质,而吸积会产生热量一个小行星质量的黑洞撞上地球后,最终释放的能量与 1 公里宽的小行星撞击所释放的能量差不多在 6500 万年前,一颗如此规模的小行星撞击地球后,导致了恐龙的灭绝
幸运的是,黑洞碰撞可能非常罕见根据这篇论文的计算,在最乐观的情况下,可能每十亿年左右才会发生一次碰撞因此,对于所谓的黑洞撞地球,我们不必过于担心
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