本文基于回答網友問題：假如黑洞將太陽吞噬，太陽系將會怎么樣？

(資料圖片)

要說清這個問題，還得從黑洞是什么說起。

黑洞是宇宙天體的頂級尸骸

天地萬物所有的物體都有生命周期，都會死，死后都會留下個尸骸。宇宙天體也一樣，所有天體都有一個演化周期，最終都會死去，留下一具尸骸。恒星的尸骸有黑矮星、白矮星、中子星、黑洞。黑洞就是宇宙天體尸骸的唯一“老大”，沒有之一。

在人們認知中，已經死去的遺體，除了污染和腐爛，一點用處也沒有，也不必害怕。但在神鬼傳說中，人的尸骸卻可以變成厲鬼或好鬼，還能夠與人互動，有時還會詐尸，危害人間。但這畢竟只是傳說，沒有任何證據證明這些玩意真的存在。

但黑洞真的會“詐尸”，且可以吞噬一切。無論什么，不管這個天體是比它大還是比它小，只要靠近它都會毫不留情地被吃掉，最后一點渣子都不留，連每秒30萬千米的光也無法逃逸。

黑洞的吃相有一個最大特點，就是吃起天體物質會光芒四射，激起強大的能量噴流，這些能量爆發(fā)，就像被吞吃的天體靈魂在拼命的掙扎和尖叫：救命啊~

正因為黑洞這種吃相，才能被人類觀測到。如果黑洞不吃不喝，就躲在幽暗的太空，像不存在一樣，將完全看不到。當然，如果周圍有天體進入它的引力場，會產生奇怪的運動，科學家們就會知道在那個看不見的空間，可能有一顆蟄伏的黑洞。

黑洞是如何形成的？

黑洞是在極端條件下，將自身質量壓縮進一個臨界點導致的后果。1916年，天文物理學家卡爾·史瓦西根據愛因斯坦廣義相對論，發(fā)現了質量這個臨界點及其規(guī)律，得出了一個公式，人們把它叫做史瓦西半徑公式，表述為：R=2MG/C^2。

任何物體只要將自己的全部質量壓縮進這個臨界半徑，質量就會無限坍縮到核心一個無窮小的奇點，周圍會形成一個無限曲率的球狀空間，包裹著這個奇點，這就是黑洞。人們把這個球狀空間稱為史瓦西半徑。

無論是粒子、原子等微觀物體，還是星球等宏觀天體，都有自己的史瓦西半徑，理論上都能夠成為一個黑洞。史瓦西半徑有多大呢？根據史瓦西半徑公式計算，太陽這種質量的天體，史瓦西半徑約為2952米；地球這種質量的天體，史瓦西半徑約8.9毫米。

但要變成黑洞的條件十分苛刻，需要極大壓強，因此，宇宙中沒有任何力量可以將太陽和地球壓縮成黑洞。研究認為，只有宇宙大爆炸和大質量恒星才有這種能量?？茖W家們企圖用極大能量，在大型對撞機中將粒子加速到接近光速時對撞，制造出一個粒子質量級別的微型黑洞，迄今為止還沒有成功，或者說沒有觀測到。

現在宇宙中觀測到的黑洞，只有恒星級黑洞和超大質量黑洞。恒星級黑洞是達到太陽質量30~40倍以上的恒星，在演化晚期核心核聚變停止，只留下一個鐵核，經過超新星大爆炸，極大的壓力下將鐵球壓縮成為黑洞。

所有星系中心幾乎都有一個超大型黑洞，質量在太陽的數百萬倍到若干億倍。如銀河系中心的人馬座A*黑洞，是太陽質量的430萬倍；被拍到第一張照片的M87星系中心黑洞，是太陽質量的65億倍；已發(fā)現宇宙中最大的黑洞SDSS J073739.96+384413.2，為太陽質量的1040億倍。

恒星級黑洞雖然由于不斷吞噬著靠近的天體物質，會慢慢長大，但要長到這么大是很難的。因此這些超大質量黑洞一般被認為是宇宙大爆炸后，巨大的星云物質直接坍縮成為的黑洞。理論上認為，宇宙大爆炸開始時會產生許多微型黑洞，但迄今為止沒有發(fā)現存在的證據，或許是早就蒸發(fā)殆盡了。

為什么黑洞通吃一切?

宇宙中，已知最大的恒星r136a1是太陽質量的200~300倍，最小的黑洞只有太陽質量的3倍。但即便是r136a1遇到黑洞，也只有被吞噬的結果。為什么黑洞有如此能耐呢？就是因為黑洞的引力很極端。

萬有引力定律表述為：F=GMm/r^2。這里的F表示萬有引力值，G為引力常量，M和m為引力相互作用兩個大小物體的質量，r為物體質心之間的距離。這個公式告訴我們，引力大小與物體的質量成正比，與距離平方成反比。也就是說，引力是物體之間的相互作用，質量越大引力越大，而隨著物體之間距離擴大，引力會呈指數級衰減。

觀測和研究發(fā)現證明，任何有質量的物體都遵循這個規(guī)律。黑洞雖然很怪，但同樣是有質量的天體，因此也遵循這個規(guī)律。所以，理論上說，黑洞與任何天體的引力是一樣的，在同等質量和同等距離，引力一樣大。

那黑洞為什么引力會如此極端，可以吞噬掉一切呢？這是因為黑洞的質量被壓縮到極小，壓進了質量的史瓦西半徑以內，時空曲率就變得無窮大了。這樣，任何物質一旦進入那個球狀空間，就都逃脫不了被吃掉的命運。

根據引力公式計算，質量為1.9891*10^30kg的太陽，現在半徑約為69.6萬千米，其表面引力約為270N·m^2/km^2；而當太陽同等質量被壓縮到史瓦西半徑內時，半徑只有2952米，其史瓦西半徑的臨界引力就達到15萬億N·m^2/km^2了。

根據逃逸速度公式v=√（2GM/R）計算，太陽表面逃逸速度為617.7km/s（千米/秒），但如果太陽變成黑洞，在史瓦西半徑臨界點的逃逸速度就達到光速了，進入到史瓦西半徑后逃逸速度就大于光速了。所謂逃逸速度，就是達到這個速度，才能從某個天體引力中逃出。

宇宙中光速是最快的速度，黑洞里的逃逸速度大于光速，沒有任何物質運動速度能夠達到光速，就說明進入黑洞的物體，都無法逃脫。這就是黑洞通吃一切，光也無法逃逸的原因。

所以，從引力大小來看，黑洞和所有天體一樣都是與質量成正比的，但由于黑洞表面距離核心質點太近，在靠近其史瓦西半徑時引力就會極端，而任何其他天體，表面都與引力核心相對較遠，一旦靠近黑洞，表面引力就無法與黑洞表面抗衡了，就只有被吞噬的命運了。

而在遠離黑洞的地方，其他天體的引力就與黑洞完全平等了，都是與質量成正比的。在一顆比黑洞質量大的恒星面前，黑洞也會受到恒星引力牽制，圍繞著恒星或相互圍繞著公轉。

黑洞史瓦西半徑的邊緣，是可觀測和不可觀測的臨界點，叫做事件視界，人類能觀測到的黑洞所有“事件”，都在事件視界之外，物質一旦進入到史瓦西半徑里面，就全都消失了。

黑洞在吞噬天體物質過程，會先將所有物質全部粉碎，這些碎為基本粒子的物質圍繞著高速旋轉的黑洞赤道形成一個吸積盤，在每秒數萬公里的碰撞中，迸發(fā)出巨大能量，以耀眼的可見光和高能射線、物質噴流方式，噴射到太空。

這就是黑洞發(fā)光，能夠被人類看到并且拍照的原理。

黑洞吞噬恒星的過程

黑洞吞噬恒星的過程，不是像某些網友想象的那樣一口就吞掉的，而是當被捕獲的天體靠得越來越近時，會相互圍繞著旋轉，進入黑洞極端引力場后，恒星表面氣體就會被黑洞慢慢剝離，就像龍卷風一樣，吸食到自己的史瓦西半徑附近，形成吸積盤，再細嚼慢咽的慢慢吃掉。

一般恒星級黑洞（就是較小黑洞），吞噬物質的速度并不快。一顆3倍太陽質量的黑洞，要吃掉一顆像太陽這樣大的恒星，需要幾億年甚至幾十億年。越大的黑洞吞噬恒星的速度越快，如太陽質量430萬倍的人馬座A*黑洞，吞噬一顆恒星的速度也需要上萬年；而質量為太陽65億倍的M87星系黑洞，吃掉一顆恒星只需要10年。

目前發(fā)現的宇宙最大黑洞，如質量為太陽的660億倍TON618的黑洞，還有前面說的1040億倍太陽質量的SDSS J073739.96+384413.2黑洞，吞噬恒星的速度則以月計，一年就可吃掉數顆到十數顆恒星。

但黑洞吸食恒星不會囫圇吞棗全部吃掉，相當大的一部分會被“漏掉”，就是在吃相難看的過程，產生物質噴流和能量迸發(fā)而跑到遙遠的太空了，如科學家們觀測到人馬座A*兩極噴流的長度達到上百萬光年，比銀河系直徑還大幾倍，這些被噴走的物質是回不來的。

因此，科學家們認為，宇宙年齡才138億歲，恒星級黑洞再怎么吃也吃不下多少恒星，宇宙超大質量黑洞不可能是恒星級黑洞靠吃恒星慢慢長大的，只能是宇宙大爆炸初期超大星云坍縮而成，或者是宇宙中大團暗物質坍縮而成。

那么黑洞來到太陽系會發(fā)生什么呢？

這只能是一種假設，因為黑洞來到太陽系的概率很小。假設真有黑洞來探訪人類，后果怎樣就要看這個黑洞有多大了。

如果是超大型黑洞，比如銀河系核心那個430萬倍太陽質量黑洞，距離太陽10光年的位置，影響就很大了。根據逃逸速度公式計算，此時太陽要逃出這個黑洞的引力，速度就需要110km/s了。

目前，太陽一直在圍繞著銀河系中心公轉，速度約為250km/s。因此黑洞在距離10光年位置雖然還拉不住太陽，但已經會對太陽系產生很大擾動，各大行星運動狀態(tài)被破壞了。隨著黑洞的不斷靠近，當到達比鄰星位置時，也就是距離太陽系4.2光年，太陽相對黑洞的逃逸速度需要169km/s，受到的擾動會越來越大。

當黑洞到達距離太陽1光年距離時，太陽位置的逃逸速度已經達到了348km/s，整個太陽系就已經成為甕中之鱉，再也逃不掉了。漸漸，太陽系會以每秒300多公里的速度向黑洞飛去，隨著距離越來越近，速度會呈指數級加快，太陽和所有行星很快就解體了，都會成為黑洞吸積盤中的高溫等離子體了。

因此，只要隨便一個超大黑洞到來，整個太陽系就會很快崩潰消失了，不存在吞掉太陽后，太陽系還會怎樣的問題。比人馬座A*質量大很多的黑洞，就更不用說了。

如果一個恒星級黑洞來到太陽系，雖然是殊途同歸，最終都免不了被吞噬的下場，但過程會有些不一樣。一個太陽質量3倍的黑洞闖入太陽系，距離太陽系還有1光年以上的時候，太陽系木星以外的行星就會背離太陽，都繞著黑洞轉了；太陽和金木水火等四顆類地行星會被黑洞拉扯著靠近。

地球公轉軌道的紊亂和速度變化，會導致地球板塊漂移和變形，火山地震海嘯等地質災難遍布全球，生物將遭受到毀滅性打擊。隨后所有星球軌道重新洗牌，有的被黑洞撕裂而吞噬，有的可能會形成圍繞黑洞公轉的新軌道。

太陽一定會被撕裂，表面等離子體形成一條細長的火龍飛向黑洞，隨著黑洞靠近，太陽整個崩潰，成為黑洞的吸積盤，經過10年細嚼慢咽，最終一部分能量迸發(fā)噴流到了太空，其余的物質全部被黑洞吞入。

在這個吞噬過程中，不斷爆發(fā)出巨大的能量，如果這時候地球還存在，上面的所有生物都將被烤焦消失。當太陽被吞噬殆盡，黑洞歸于寂滅而隱身時，引力尚在，如果地球仍然幸存，在距離黑洞2億千米的位置，公轉速度就需要達到48km/s左右。

但此時的地球已經沒有光和熱，沉浸在一片漆黑中，溫度逐步下降到-270攝氏度左右，一切皆被凍結，成為一顆黑暗的死星，生命將不可能重啟。

今天就說到這，感謝閱讀，歡迎討論。

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標簽： 太陽質量 逃逸速度 恒星級黑洞