2. 如果太陽變成黑洞,地球會被吸進去嗎?

理論上,只要把一個物體壓縮到它的史瓦西半徑以下,這個物體就會變成黑洞,史瓦西半徑內任何物體都無法逃脫黑洞,包括光。地球和太陽的史瓦西半徑分別是0.9公分和3公里,假設把整顆太陽壓縮到半徑小於3公里,太陽就會變成一顆黑洞。如果太陽真的變成一顆黑洞,那麼地球會被變成黑洞的太陽吸進去嗎?


保持距離以策安全
答案是不會,地球不會被變成黑洞的太陽吸進去,即使是距離太陽最近的水星也不會,太陽系裡的各個天體還是相安無事的繞著太陽運行。


黑洞的引力不是大到連光都脫離不了嗎?為什麼水星和地球不會被吸進去呢?黑洞的引力並不是無限大,只要離得夠遠,就不會被黑洞吸進去。黑洞就像吸塵器一樣,只有距離近的灰塵才會被吸塵器吸進去,吸塵器對距離遠的灰塵不會有影響。


一個太陽質量的黑洞大小約3公里,只有在非常靠近黑洞表面的地方,黑洞的影響才會變得明顯,才需要用廣義相對論來解釋。只要離太陽形成的黑洞夠遠,重力的作用就和牛頓力學一樣。如果太陽變成黑洞,地球還是一年365天的週期繞太陽運行,其他行星也若無其事的繞著太陽,唯一不同的是從此地球上只有黑夜,沒有白天。不過前提是太陽變成黑洞後,黑洞的質量和太陽的質量一樣,如果黑洞質量改變就會影響太陽系裡各個天體運行的方式。


如果太陽變黑洞,地球並不會被吸進去,還是繞太陽運行,唯一會改變的是地球上只剩黑夜,沒有白天。圖片來源:NASA

目前還沒有方法可以把一個物體壓縮到它的史瓦西半徑,但是一顆質量大於25太陽質量的恆星在死亡時,靠自己本身的重力就可以把自己壓縮成一顆黑洞!


恆星的一生中都在和重力對抗,恆星核心進行的核融合反應會產生熱輻射,讓恆星對抗自己的重力。熱輻射可以讓恆星往外膨脹,重力則往內收縮,正常的情況下,恆星裡往外和往內兩股力量達到平衡的狀態。當恆星可以用來進行核融合的物質用完後,就沒有熱輻射可以跟重力相抗衡,恆星就會往核心塌縮。


太陽會變成黑洞嗎?
不同質量的恆星演化到最後會有不同的結果。質量在8個太陽質量以下的中低質量恆星會塌縮成一顆白矮星;質量在8到25個太陽質量之間的恆星,最後會演化成一顆中子星;如果恆星的質量大於25個太陽質量,最終就會演化成黑洞。我們的太陽在50億年後會演化成一顆白矮星,不會變成黑洞。


我們的太陽最後會演化成行星狀星雲,形成一顆白矮星。太陽的未來可能就像環狀星雲(M57)一樣,這個星雲的中心有一顆白矮星。影像來源:NASA

超過25個太陽質量的恆星在經歷超新星爆炸後會變成黑洞,恆星演化和超新星爆炸的過程中,恆星會損耗一些質量,所以這顆黑洞的質量會比原本恆星小。這類經由恆星演化形成的黑洞稱為恆星質量黑洞,它們的質量介於幾個到幾十個太陽質量之間。

關於黑洞的幾個問題:

1. 什麼是黑洞?
2. 如果太陽變成黑洞,地球會被吸進去嗎?
3. 黑洞怎麼長大的?

3 則留言:

  1. 如果被另外幾顆白矮星撞擊 會不會形成黑洞呢?

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    1. 兩顆白矮星相撞可能會形成中子星。好幾顆白矮星撞在一起,是有可能形成黑洞,不過機率太低,實際上不太可能發生。

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  2. 如何證明黑洞的存在?
    噴射流可以嗎?
    如果可以…噴射流就可以逃離黑洞的引力,是嗎?

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