巨大的恆星撞上比自己質量小很多的黑洞會吃掉黑洞嗎?

黑洞 宇宙 地球 奧陶紀 時空通訊 2019-04-10
巨大的恆星撞上比自己質量小很多的黑洞會吃掉黑洞嗎?

不能。再大的恆星,只要它還是一顆恆星,就只能作為黑洞的食物,被黑洞吞噬掉。

黑洞是宇宙中食物鏈的頂端,沒有什麼能夠把它吃掉,只有它吃別人的份。當然這個比喻並不一定恰當,此“吃”與生物之“吃”當然不是一碼事。

黑洞之所有有這種性質,是因為它強大的引力場,就是時空曲率。這一切都是由於其中心變成了一個奇點,是一個無限小沒有體積的奇點,這樣其重力場就會變得無窮大。

這個無窮大就是沒有什麼比它大,一顆恆星再大有多大?理論上說,黑洞要吃掉一個星系也不是不可能,但這個蛇吞象的過程非常漫長,漫長得甚至宇宙終結也難以完成罷了。

黑洞中心那個奇點變成了無限坍縮,永不見底,這樣就導致了那個奇點密度無限大,周邊的時空曲率無限高。這個宇宙其他沒有什麼是無限的,宇宙的質量和大小都不是無限的,只有這個奇點有幾個無限:無限小、無限曲率、無限密度。所以,什麼恆星啊、天體啊都別去碰它,敬而遠之才是安全之法。

巨大的恆星撞上比自己質量小很多的黑洞會吃掉黑洞嗎?

但黑洞的無限曲率範圍並不大,只是限制在其史瓦西半徑內。

這個史瓦西半徑有多大呢?是與黑洞的質量成正比的,就是質量越大,史瓦西半徑越大。如果太陽變成一個黑洞,其史瓦西半徑就只有約2.9千米,而地球的史瓦西半徑只有8.8毫米。

當然恆星最終變成黑洞的最小質量必須在太陽質量的2倍以上,1.4倍太陽質量會變成一箇中子星,太陽最終的歸宿只能變成一個白矮星。這種黑洞不包括宇宙爆炸之初形成的太初黑洞和人造黑洞,這種黑洞有很小的。這個說起來話多,就不在這裡討論了。

這就說明引力最強的地方是在天體質心,史瓦西半徑是引力控制一切的地方。

出了黑洞的史瓦西半徑,引力就變得和恆星引力一樣了,以與質心的距離成反比,距離越遠,引力就越小。

因此黑洞吸積恆星物質,潮汐力極大,會呈現一個牛皮糖拉扯的狀態,把恆星像拉麵一樣拉出一個長條,一旦進入了它的史瓦西半徑(又稱“事件視界”),就看不見了,其無限的引力把光葉鎖住了。因此得出一個結論,黑洞史瓦西半徑內的逃逸速度大於光速。

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大質量恆星的引力盡管很大,但其體積也巨大,體積外面的引力相比史瓦西半徑就很小很小了,因此不是黑洞的對手。

比如已知宇宙中最大的恆星r136a1,質量是太陽質量的265倍,比很多黑洞的質量都要大。但這顆恆星的直徑有4500萬千米,比地球到金星的距離還大。其史瓦西半徑只有約768.5千米,到了那裡才能夠與黑洞抗衡,要進到其表面深處2249萬千米才能夠接近史瓦西半徑,才有了那以黑洞抗衡的引力,這怎麼可能呢?

這樣,其外圍的物質完全無法抵抗靠近黑洞史瓦西半徑的吸引力了,因此r136a1如果靠近黑洞,也只有被黑洞吞噬的命運。

宇宙中大黑洞都是靠吃掉很多恆星漸漸變大的,編號S5 0014+81的黑洞是人類目前已知宇宙中最大黑洞之一,質量是太陽的400億倍,吃掉了多少恆星才有了今天?其史瓦西半徑已經有1160億千米。如果黑洞會被大質量恆星吃掉,它能夠存在到現在嗎?

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有人會說,那黑洞遇到黑洞呢?大黑洞會吃小黑洞嗎?

這種黑洞的碰撞結果就是融合,或者也會出現兩個黑洞相互纏繞著共存的現象。

黑洞相撞融合是一個驚天動地的事件,巨大的能量爆發會導致高能伽馬射線暴爆發和引力波傳遞。2015年人類最早監測到的引力波就來自於13億光年距離的兩個黑洞相撞事件。

人類已經多次監測到了這種事件,這種能量的爆發是宇宙最大的殺手之一,曾經導致4.49億年前地球奧陶紀生物大滅絕災難。

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