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黑洞|指甲盖般大的黑洞，能吃掉地球吗，过程会是什么样子？


黑洞|指甲盖般大的黑洞，能吃掉地球吗，过程会是什么样子？
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本文参加小编 #科学了不起# 系列征文赛 。
常常有人说道很小的黑洞 ， 总想直观的了解一下小黑洞会不会吃掉地球 ， 过程是怎样的 。 下面我们通过剖析一个指甲盖般大的黑洞 ， 来讨论一下这个问题 。
指甲盖有多大？大概1个立方厘米吧 。 1立方厘米体积的黑洞有多大？
怎么理解黑洞体积 。
黑洞本身实质在奇点 ， 而奇点是没有体积的 ， 或者说体积是无限小的 。 无论多大质量的黑洞 ， 所有质量都集中在中心那个体积无限小的奇点上 。 因此 ， 从这个意义上来说 ， 黑洞是没有体积的 。 现在人们所说的黑洞体积 ， 是指黑洞的史瓦西半径 。
史瓦西半径是指黑洞奇点周围形成的一个无限曲率空间 ， 这个空间呈球形包裹着黑洞奇点 ， 这个球形大小与黑洞质量成正比 ， 遵循的公式为：R=2GM/c^2 。 这里R为史瓦西半径值 ， G为引力常量 ， M为天体质量 ， c为光速 。
史瓦西半径是任何物体都存在的一个临界半径 ， 任何物体一旦缩小到自己质量的史瓦西半径内 ， 就会无限坍缩成一个奇点 。 在这个半径球形空间 ， 是黑洞的绝对控制天下 ， 任何物体一旦进入 ， 只有无限坠落到奇点的命运 ， 光速也不例外 。
1cm^3体积的黑洞 ， 这里理解为史瓦西半径球形的体积 ， 根据球体积公式V=4/3πr^3计算 ， 1cm^3体积的黑洞 ， 史瓦西半径约为0.62cm 。 而地球的史瓦西半径约9毫米 ， 因此这个黑洞质量比地球要小 。 据上述公式测算 ， 这个黑洞质量约为4.18x10^24kg ， 约地球质量的70% ， 约火星质量6倍 ， 金星质量的约81% 。
这么小的黑洞 ， 在宇宙中还没有发现 。
现代理论认为 ， 在宇宙大爆炸时 ， 会产生很多原初黑洞 ， 很小很小 ， 在现在应该还有存在 ， 迄今没有发现 。 而现在发现的黑洞 ， 都是大质量恒星爆发后形成的 ， 形成这些黑洞的原恒星一般要在40倍太阳质量以上 ， 演化后期发生超新星大爆炸 ， 会在核心留下一个太阳质量3倍多的黑洞 。
或者中子星达到了奥本海默极限 ， 也就是约3个左右的太阳质量 ， 才会坍缩成一个黑洞 。 现在宇宙中发现的黑洞最小的也在3倍太阳质量以上 。
黑洞的极端性质 。
除了极小质量黑洞（原子质量级别以下）会瞬间蒸发以外 ， 稍大点的黑洞都是喂不饱的 ， 是宇宙食物链的顶端 。 因此一般来说 ， 只有黑洞吃掉恒星 ， 恒星是不可能吃掉黑洞的 。 哪怕恒星质量比黑洞大很多 ， 如r136a1 ， 质量是太阳的约300倍 ， 但如果遇到一个3倍太阳质量的黑洞 ， 也只能被吃掉 。
这是因为黑洞的引力极端 ， 在史瓦西半径以内 ， 其时空曲率是无限大 。 什么是无限大 ， 就是无法形容有多大 。 所谓曲率就是时空扭曲 ， 而引力就是时空扭曲的表现 ， 在时空无限极端扭曲的情况下 ， 引力变得无穷大 ， 因此黑洞视界内连光速也无法逃逸 。 这样人们就无法看到黑洞 ， 只能在史瓦西半径临界处 ， 通过黑洞吸积盘能量迸发看到 ， 这个地方叫黑洞视界 。


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