可能遍布整個(gè)宇宙的原初黑洞會(huì)撞到地球嗎？
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可能遍布整個(gè)宇宙的原初黑洞會(huì)撞到地球嗎？
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技：國(guó)外媒體報(bào)道，在許多人看來(lái)，整個(gè)撞黑洞是宇宙宇宙中相當(dāng)可怕的存在。它們無(wú)比黑暗，原洞會(huì)地球有著強(qiáng)大的初黑引力，似乎有著某種不祥的遍布意味。如今，整個(gè)撞天體物理學(xué)家又提出了一種假想的宇宙黑洞類型：原初黑洞。這種黑洞不是原洞會(huì)地球由恒星坍縮而成，而是初黑形成于宇宙的最初時(shí)刻，并充斥于我們現(xiàn)今的遍布宇宙。
那么，整個(gè)撞一個(gè)這樣的宇宙遠(yuǎn)古怪物沖向地球的幾率有多大？一位天體物理學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了計(jì)算。
誕生于大爆炸
早期的原洞會(huì)地球宇宙既狂野又復(fù)雜，與我們今天所處的初黑溫和宇宙截然不同。在大爆炸的最初時(shí)刻，宇宙發(fā)生了劇烈的相變。盡管科學(xué)家們已經(jīng)初步理解了大爆炸最初幾分鐘的物理現(xiàn)象，但在那之前發(fā)生的事情卻一直籠罩在神秘之中——相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算也異常復(fù)雜。
要形成黑洞，需要一些相當(dāng)極端的條件，比如一顆恒星在其生命的最后時(shí)刻發(fā)生坍縮。在宇宙誕生的最初幾秒鐘里，恒星并不存在，但可能存在形成黑洞的合適條件；原初黑洞的形成，所需要的只是將大量的物質(zhì)或能量塞進(jìn)一個(gè)足夠小的空間。
在宇宙遙遠(yuǎn)的過(guò)去，在我們尚未探測(cè)到的宇宙未知領(lǐng)域，可能正好存在一些條件，使原初黑洞充斥著整個(gè)宇宙。這些黑洞可能有不同的質(zhì)量，取決于它們形成的條件。不過(guò)，科學(xué)家?guī)资陙?lái)對(duì)原初黑洞的搜索毫無(wú)結(jié)果，使人們對(duì)它們的興趣逐漸減弱。直到不久前，我們終于有了一個(gè)高效的探測(cè)工具——激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO）。
當(dāng)LIGO首次探測(cè)到黑洞碰撞所產(chǎn)生的引力波時(shí)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些黑洞的質(zhì)量相當(dāng)奇特，每一個(gè)都有太陽(yáng)質(zhì)量的幾十倍。這個(gè)質(zhì)量范圍很難通過(guò)常規(guī)的恒星黑洞合并來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@樣的合并事件必須足夠頻繁，才有可能形成如此規(guī)模的黑洞。于是，原初黑洞又回到了天文學(xué)家的視野當(dāng)中。
尋找原初黑洞
關(guān)于早期宇宙發(fā)生的各種過(guò)程，如果有某種奇特的機(jī)制能產(chǎn)生黑洞的話，那就不會(huì)只產(chǎn)生幾個(gè)黑洞，而是會(huì)充滿整個(gè)宇宙。事實(shí)上，宇宙中可能存在著足夠多的原初黑洞，至少可以作為一部分暗物質(zhì)的解釋；據(jù)天文學(xué)家估計(jì)，神秘的暗物質(zhì)占宇宙中所有物質(zhì)的80%以上。
最近發(fā)表在預(yù)印本數(shù)據(jù)庫(kù)arXiv上的一篇論文中，科學(xué)家假設(shè)宇宙中可能存在著數(shù)量驚人的小型黑洞。它們會(huì)經(jīng)歷怎樣的變化？
事實(shí)上，黑洞并不是100%黑色的，它們會(huì)通過(guò)霍金輻射失去質(zhì)量。霍金輻射是發(fā)生在黑洞事件視界的復(fù)雜量子力學(xué)過(guò)程，允許一些粒子和輻射從黑洞逃逸。黑洞越小，其質(zhì)量損失就越快。小于1億噸的黑洞——比一顆典型的小行星略輕——在當(dāng)前的宇宙年齡中將失去大約一半的質(zhì)量。對(duì)于更大的黑洞，在當(dāng)前的宇宙年齡下，只會(huì)因霍金輻射損失一小部分質(zhì)量。
每個(gè)星系中小型黑洞的總數(shù)取決于星系中有多少暗物質(zhì)，以及每個(gè)黑洞有多大。不過(guò)，無(wú)論怎么分，不同星系中應(yīng)該都有很多小型黑洞。
而且，這些黑洞的運(yùn)行都很快。根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬和星系動(dòng)力學(xué)的觀察結(jié)果，暗物質(zhì)的速度超過(guò)每秒160公里。以這樣的速度，一個(gè)小行星質(zhì)量的黑洞可以在幾周內(nèi)覆蓋木星和地球之間的距離。那么，我們應(yīng)該害怕這些黑洞撞上地球嗎？
原初黑洞與地球的碰撞
如果一個(gè)小行星質(zhì)量的黑洞撞擊地球會(huì)發(fā)生什么？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：滅頂之災(zāi)。黑洞會(huì)像一把加熱的刀刺穿黃油一樣，刺穿我們星球的表面；另一方面，黑洞會(huì)立即開始減速，因?yàn)樗鼤?huì)與地球的引力相互作用。任何原子或分子（或者我們每個(gè)人）在穿過(guò)事件視界之后，就會(huì)從已知的宇宙中溜走，再也看不見(jiàn)。事件視界是黑洞的邊界，在這個(gè)邊界之內(nèi)，任何東西，甚至光，都不能逃脫。
在最理想的情況下，黑洞會(huì)從地球的另一側(cè)離開，留下幸存者來(lái)收拾殘局。在最糟糕的情況下，黑洞會(huì)落在地核的位置，在那里地球的引力將足以讓黑洞開始“進(jìn)食”。最終，黑洞會(huì)吞噬我們整個(gè)星球。
值得慶幸的是，根據(jù)這篇論文的計(jì)算，黑洞落在地核上的幾率相當(dāng)小——它們的運(yùn)行速度實(shí)在太快了。
另一方面，地球與黑洞的遭遇還會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)令人不快的結(jié)果：升溫。在穿過(guò)地球的過(guò)程中，黑洞會(huì)吸積物質(zhì)，而吸積會(huì)產(chǎn)生熱量（激活星系核的也是這種熱量）。一個(gè)小行星質(zhì)量的黑洞撞上地球后，最終釋放的能量與1公里寬的小行星撞擊所釋放的能量差不多。在6500萬(wàn)年前，一顆如此規(guī)模的小行星撞擊地球后，導(dǎo)致了恐龍的滅絕。
幸運(yùn)的是，黑洞碰撞可能非常罕見(jiàn)。根據(jù)這篇論文的計(jì)算，在最“樂(lè)觀”的情況下（以科學(xué)家的標(biāo)準(zhǔn)，即星系中黑洞的數(shù)量達(dá)到最大值的情況），可能每十億年左右才會(huì)發(fā)生一次碰撞。因此，對(duì)于所謂的黑洞撞地球，我們不必過(guò)于擔(dān)心。