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说到黑洞，很多人都会觉着这么高深的一个科学概念，咱们很难理解。实际上从科普的角度出发，抛开复杂艰深的数学推导、眼花缭乱的物理定律，原来黑洞的特性其实蛮简单的，今天咱们就以一个脑洞大开的设想，来介绍一些黑洞的特有性质。 吃一勺黑洞 题目说到“一勺黑洞”，估计不少读者会联想到很多科普文章在介绍中子星时，为了形象的说明中子星密度之大，就会说一勺中子星物质，质量就会有上亿吨之重。那么现在我们说的一勺黑洞，它的质量会有多少呢？毕竟咱们得用手举起来放到嘴了呀。 黑洞 咱们就以恒星级黑洞的演化为例 要知道在恒星的演化周期中，按照质量不同，最终的结局会有三种：白矮星、中子星、黑洞，这三者的顺序是按照恒星的质量从低到高排列的，对于我们的太阳而言，它的质量并不算高，因此最后将变为一颗白矮星。 对于白矮星而言，它保持稳定的前提是其内部的电子简并压能够与引力相平衡，形象来说，就好比于一颗充满气的气球，气球皮时刻处于紧绷状态，有着收缩体积的趋势，而气球内部的气体却不给气球压缩，二者处于一个平衡状态。 相同的道理也适用于中子星，只不过中子星的密度要变的更大。 恒星演化 但对于更大质量的恒星，在超新星爆发后留下的核心物质，它的物理状态是无法使其成为一颗中子星的，因为引力过于强大，没有什么能与其抗衡，因此这部分物质会不断的收缩体积，如果只考虑最简单的情况，这些物质就会直到聚集到一个无体积的点上，这个点被称为奇点。 很显然，根据中学学习的密度定义，奇点的密度是趋向于无穷大的， 而这个奇点恰恰就是黑洞的核心，如果说黑洞的本质就是奇点也不为过（上段提到的最简单的情况，在这里就是指史瓦西黑洞） 但如此一来，一勺黑洞不就代表着整个黑洞的质量了吗？似乎有些怪怪的，电视电影上的黑洞可没有你说的那个什么点，只有宇宙空间中一大团圆形的不发光黑色区域。 没错，这就说到点子上了，黑洞之所以叫做黑洞，最明显的特性就是它不发光，因此人们描绘出的黑洞，经常就是空间上的一个圆形黑色区域。而这个黑色区域的半径被称为史瓦西半径，其边缘就被称为事件视界（实际上它是立体的，因为史瓦西黑洞是球体形状） 史瓦西黑洞 而外界物体一旦穿过事件视界，那么就再也不可能逃出去，因为那里的逃逸速度大于光速，而光速恰好是物体的速度上限，很显然就算是光也不可能从事件视界内部逃出了，于是我们通常把这整个的黑色区域称为黑洞，并且这样一来黑洞的密度也就间接的被降低了。 由于黑洞的密度和其质量成反比，因此对于一些超大质量的黑洞，它的密度可能比水还小，甚至比空气密度低也不一定。所以说一勺黑洞的质量是个不确定的值，有可能极大，也可能极小。 对于那些密度极低的黑洞，我们去挖一勺出来（就不纠结是怎么挖的，然后又是怎么带出来的了），可能一瞬间就蒸发消失了，毫无感觉。 那么对于那些密度极大的黑洞呢？ 方便起见，我们就以地球为例，通过一些超高等文明的技术，我们成功的让地球体积压缩了，通过计算，我们发现在将地球的半径压缩至8.8毫米时，地球将会形成一个黑洞，而此时它的密度已经达到了惊人的每立方米2100亿亿亿吨！ 但好在体积适当，一颗直径17.6毫米的球体差不多可以用一个勺子端起（不纠结这个勺子到底是什么神仙材质了）。 这时我们准备开吃，就在勺子从远处不断向我们靠近时，明显感觉到整个身体被一股力量在拉扯，那是引力在起作用，或者说是可怕的潮汐力。所谓潮汐力，简单来说就是一个物体在受到引力源影响时，由于物体占据空间体积的关系，各点到引力源的距离不一样，因此每点受到的引力大小也是不一致的。 由于这颗黑洞的体积非常小，密度非常高，也就意味着人体各点受到的引力大小差异非常大，并且随着距离的不断缩减，这种差异在急剧升高，终于人体受不了这种撕扯，发生了断裂破碎。 最后我们身体的一部分被黑洞当做养料吸收了进去（但这点质量，基本上是可有可无的，虽然人的体积远大于这颗黑洞，但黑洞实在啊，密度高），还有一部分就成为了黑洞吸积盘上的一分子。 不过即便我们失去了生命，但仍不要忘记“诅咒”吞了我们的那颗黑洞：总有一天你会没有东西吃的。 为啥要这样诅咒呢？很简单，已逝的著名物理学家霍金教授告诉我们，黑洞也是有寿命的，并且它的寿命和其质量成正比，也就是质量越小的黑洞，寿命越短（这个结论建立在霍金辐射上）。 不过算下来的结果就比较尴尬了，一颗质量等于地球的小黑洞，它的寿命竟然达到了5.6*10^50年,而我们宇宙现在的年龄不过138亿年，这整整是宇宙年龄的4亿亿亿亿亿倍！ 不要伤心，虽然我们偷“鸡”不成反蚀了自己，但庆幸于能量守恒定律，我们零零散散的换了一种方式继续存在着。 本篇文章的内容到此结束。 谢谢各位阅读！ 以后还会不断更新精心准备的通俗科普长文 |
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