如果吃一勺黑洞跟怎樣
大無畏的宇宙級吃貨又把魔爪伸向了宇宙中最奇特的天體——黑洞。然而,「吃一勺黑洞」這個願望卻沒有這麼容易實現。
上圖是一個最簡單的靜態黑洞結構。黑洞中心是一個體積無窮小的奇點,但是這個點攜帶著黑洞所有的質量,所以它的密度無窮大。奇點周圍是被它的引力扭曲的時空。在距離奇點一定範圍內,物體只能有一個運動方向——向內,向奇點墜落。甚至連光也無法從逃逸。這個範圍的半徑就是黑洞的史瓦西半徑,而這個範圍的邊界就是黑洞的視界。
一般談到黑洞大小的時候,指的就是它的史瓦西半徑。
知道了黑洞的結構,現在該考慮從哪裡下嘴了。奇點以外,視界以內的區域雖然也是黑洞的範圍,但那只是扭曲的虛無。如果你在那裡咬上一口,恐怕就可以體會狗咬尿泡的心情了。顯然,只有把奇點吃到嘴裡才算是真正吃到了黑洞。
問題是,自然產生的黑洞體積都不小,半徑起碼在幾公里以上。所以,要吃到奇點,你必須鑽到視界裡面去。然而,黑洞畢竟不是肉包子,能夠讓你從容不迫的鑽到裡面去吃餡兒。由於黑洞的強大引力場扭曲了時間,距離奇點越近,時間流速越慢。當你進入視界之後,會發現黑洞外的宇宙的時間如閃電般迅速流逝。你還沒來得及碰到奇點,整個宇宙已經成為了歷史。
正當你猶豫不決的時候,一個好心的外星人決定助你一臂之力。它把一顆和地球一般大小的行星壓縮成了一個你可以一口吃掉的小型黑洞,並送到你面前。
這顆黑洞賣相十分不錯,只見那是半徑約9毫米,滴溜溜的一個小球,四周圍繞著霞光萬道,瑞彩千條,其實那是被吸引過來的空氣分子在黑洞外圍激烈碰撞摩擦產生的各種電磁輻射。黑洞邊緣還帶有一圈光怪陸離的光暈,這是黑洞引力場扭曲光線導致的引力透鏡效果。這樣的寶貝,看一眼就讓人食慾大增。你迫不及待的想把它一口吞掉。
不巧的是,黑洞的想法和你一樣。對這個小型黑洞來說,你的個頭大了點,所以它決定把你改造成一個比較容易吃的形狀。
由於你身體的各個部分和黑洞奇點的距離不一樣,所以受到的引力大小也不一樣。這個引力差在你的身體上形成了一個張力。對於一個普通人來說,如果你距離黑洞2米,在你身體中心處的張力大小是約1.6 x 10^15牛頓,接近珠穆朗瑪峰重量的一半。你身體內的分子間作用力雖然試圖把你拉在一起,但是在這個巨大張力的作用下無異於螳臂當車。你被拉成一根麵條,然後被黑洞吸進嘴裡。
一根麵條肯定填不飽肚子,黑洞打算再吃一頓大餐——地球。很快,黑洞掉進了地球內部,並且向地心靠近。黑洞和地球是相互吸引的,所以不能簡單地說黑洞向地心運動。實際上,黑洞和地球都向它們共同的質心運動。
然而,黑洞並不會很快把地球吃光。準確地說,它永遠不能把整個地球吞下去。這是由黑洞邊吃邊吐的惡劣吃相造成的。黑洞的引力導致周圍的物質快速向奇點附近聚集,這些物質在黑洞外圍帶著巨大的動能互相碰撞摩擦,使得很多物質被重新拋出去。在宇宙中的黑洞的扁平吸積盤上,有40%左右的物質會被拋出去。同時產生的還有大量的輻射能量。在地球內部這樣物質稠密的環境中,物質從所有方向向黑洞運動,形成一個三維的球形吸積範圍,所以這種現象更加明顯。它導致的唯一結果就是讓地球爆炸,雖然地球和黑洞合并的引來比原來地球的引力大得多,但是很多碎片得到的速度也足以逃離它們的引力場,形成一個新的小行星帶。部分低速的碎片會圍繞黑洞旋轉。
最後,到口的食物不翼而飛,這個飢餓的黑洞十分鬱悶的看著這一切欲哭無淚。
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