我們可以輕易地想象,如果一個龐大的黑洞闖入我們的太陽系,它強大的引力將吞噬我們的太陽并吞下所有的行星。但是,如果有一個小型黑洞,可能是來自宇宙大爆炸時期的遺留物,闖入了地球的運行軌道并與我們的行星相撞,會發生什么呢?俄羅斯布德克核物理學研究所和瑞士綜合科學數據中心的理論學家們思考過這種事件的后果。
原初黑洞(PSH)是大爆炸的預測產物。由于在宇宙形成初期產生了巨大的能量,形成了大量的黑洞。然而,小型黑洞的壽命被認為非常短暫。因為它們會通過輻射釋放能量,從而損失質量(根據史蒂芬·霍金的理論)。因此,小型黑洞應該會非常快速地消失。
霍金曾經計算過,一個黑洞要想存活到今天,其最小質量必須不少于10^12公斤,也就是在形成時的質量。相比宇宙尺度而言,這非常微小,地球的質量要大上百萬甚至上十億倍。
那么,想象一下這樣的場景——我們的地球高高興興地繞著太陽旋轉。一顆小黑洞偶然闖入我們的太陽系并穿越地球的軌道。我們都知道,當小行星撞擊地球時會發生什么,但如果撞擊的是一個黑洞呢?
在這里了解科學家的想法很有趣
以前人們就已經考慮過原初黑洞撞擊恒星或行星的情況。有些行星和恒星的行為可以通過原初黑洞進入它們的引力阱來解釋。原初黑洞進入恒星內部時可能會從核心的核反應中獲得能量,這可能導致早期超新星爆發。但是,如果原初黑洞與地球碰撞呢?這正是我們的研究重點所在。
我預期在碰撞時將發生災難性的能量事件。畢竟,那是個黑洞!但是科學家們提出了不同的看法。
通過計算碰撞可能產生的能量來源,研究人員評估了這種碰撞的影響。能量的兩個主要來源將是地球上受到影響的物質(動能)以及黑洞本身的輻射。假設我們碰撞的是原初黑洞,其尺寸將非常小。以霍金黑洞為例,其質量為10^12公斤,這樣的黑洞尺寸將等于質子的大小!
這是一個非常小但相當強大的黑洞。據認為,它會像不存在一樣穿過物質,并在其經過的路徑上釋放出大量能量。通過碰撞產生的總能量將等于引爆一噸三硝基甲苯(TNT)的能量。但這個數值將在整個路徑上分散,而不是在碰撞時釋放。事實上,我們幾乎察覺不到什么,只會有一個小小的火花,或者什么都察覺不到。
因為產生的地震波將非常微弱,所以很難寄希望于發現這樣一個小黑洞的撞擊。實際上,唯一能證明黑洞穿過地球的證據將是在穿越地球的微觀隧道沿線出現的輻射損傷。正如科學家們大膽地聲明:“黑洞將在產生一條長度很長的嚴重輻射損傷的管道,這將在很長一段時間內保持可辨認。然后就是這樣,我們將察覺不到任何其他的東西。”
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