不少天文爱好者都爱开脑洞琢磨,如果天上的月亮突然变成黑洞,咱们地球会不会直接凉透,人类是不是马上就得跟着领盒饭。其实好多人对黑洞的第一印象就是,这玩意儿什么都吃,只要靠近就逃不掉。
但今天说的这个情况和大家想的可能完全不一样,月亮本来的质量也就那么大,就算变成黑洞,质量一点没变,引力本身会不会跟着变呢,结果你猜怎么着,还真不一定会像电影里演的那样,一下子就把地球吞得渣都不剩。
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咱们先把最基本的道理说清楚,引力的大小只和质量还有距离有关系,这是牛顿万有引力定律早就说清楚的,这个结论放到现在也没毛病,广义相对论也不会否定这个基本结论。
现在月亮的质量大约是7.342×10²²千克,变成黑洞之后质量不变,那对于地球来说,两者之间的引力大小其实和原来月亮对地球的引力完全一样。
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地球原来绕着太阳转,同时被月球拉着产生潮汐,现在引力没变,地球的公转轨道不会发生任何变化,这点是确定的,不会有任何改变。
很多人担心黑洞一出来就把地球拽过去,这个担心其实完全多余,引力不变,轨道就不变,地球该怎么转还怎么转,不会乱跑。
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那这件事是不是就等于什么都没发生,咱们该吃饭吃饭该睡觉睡觉,那肯定不是,毕竟原来的月亮是个直径三千四百多公里的石头球,现在变成黑洞,尺度可就完全不一样了。
一个和月球质量相等的黑洞,它的史瓦西半径大约是0.1厘米,也就比黄豆粒大一点,你没看错,就是这么小。
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原来我们能看到月亮,是因为月亮反射太阳光,现在月亮变成了黑洞,这个黄豆粒大小的黑洞不会反射任何太阳光,也不会发出任何可见光,所以原来月亮所在的位置,直接就变成了黑麻麻一小块,天上再也没有那个亮堂堂的月亮了。
晚上我们再也看不到月光,所有和月亮有关的阴晴圆缺都直接消失,原来靠月光走夜路不用开灯,现在只要太阳下去,夜空少了月亮就会比原来黑很多,连晚上出门看个星星,都少了那个最亮的天体。
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接下来咱们说说大家最关心的潮汐作用,原来地球上的潮汐主要就是月球引力拉出来的,太阳引力也会有影响,但是占比小一些。现在月球的质量没变,位置也没变,那潮汐作用会不会变化呢。
这里很多人容易混淆一个概念,潮汐力是引力差产生的,整体引力不变,但是黑洞本身尺度太小,所以作用在地球上不同位置的引力差其实也和原来基本一致,因为地球距离月球中心的距离还是三十八万公里,引力差只和中心距离还有质量有关,所以潮汐的大小其实不会有明显变化。
该涨潮还是涨潮,该退潮还是退潮,不会突然出现滔天巨浪把沿海城市全淹了,这点也有明确的科学结论支撑。
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那到底会有哪些实实在在的影响呢,首先就是天文观测和整个地球的夜间环境变化。
原来月亮是夜空中最亮的天体,对于很多夜行生物来说,月光是它们活动导航的重要依靠,突然没有了月光,整个夜间亮度下降,很多生物的作息规律都会慢慢发生改变,有些依靠月光繁殖或者捕食的物种,种群数量可能会慢慢受到影响。
对于人类来说,古代没有钟表的时候,人们靠月相来记录时间安排农时,现在我们虽然有钟表有日历,但是没有了月亮,很多传统文化里和月亮有关的内容,就只能留在文字里了,中秋赏月之类的活动,自然也就没办法再进行了。
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还有就是地球自转轴的倾斜角度,月球一直以来都在帮地球稳定自转轴的倾角,让地球的气候不会发生太剧烈的变化,这个作用叫做潮汐锁定,不对,准确说是月球对地球自转轴的摄动影响,月球的存在让地球自转轴的倾角变化幅度一直保持在很小的范围里。
现在月球虽然变成了黑洞,质量位置都没变,所以引力作用对地球自转轴的影响也不会变,稳定倾角这个作用还在,所以不会出现一下子气候大变,冰川一下子全融化那种极端情况,这点大家也不用担心。
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那这个黄豆粒大小的黑洞,会不会慢慢把地球物质吸进去,慢慢长大最后吃掉地球呢。
其实这个过程会非常非常慢,黑洞吸积是需要物质掉进事件视界里才行,现在月球黑洞绕着地球转,距离地球表面最近的时候也有大概三十六万公里,比原来月球近地点远不了多少,它本身尺寸又只有黄豆那么大,周围能抓得到的物质少得可怜。
宇宙空间本身就是非常空旷的,所以它每年能吸进去的物质微乎其微,要长到能影响地球轨道的大小,不知道要等多少亿年,那时候太阳早就演化成红巨星把地球吞没了,所以轮不到这个黑洞来吃地球。
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有没有可能这个黑洞的轨道会慢慢变化,最后撞到地球上呢,原来月球正在以每年大约3.8厘米的速度远离地球,变成黑洞之后,这个趋势也不会变。
因为潮汐作用导致的角动量转移,和天体本身结构没关系,只和质量有关系,所以它还是会每年慢慢远离,不会往地球这边靠,也就不会撞到地球上来。
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那如果真的是轨道发生变化撞到地球呢,那情况就是一个黄豆粒大小的黑洞,以天体运动的速度撞到地球上,然后慢慢吸收地球的物质,最后整个地球都被它吃掉。
但是这种情况在我们题目设定里不会发生,题目说的是原来月亮的位置变成等质量黑洞,所以轨道不会变,也就不会撞过来。
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月亮变成等质量黑洞,地球不会马上被吞噬,轨道不会变潮汐不会乱,最大的变化就是天上再也看不到月亮了,夜间会比原来黑很多,生物节律会受影响,和月亮有关的人类文化活动也没法继续。
本质上,黑洞只是一种极端压缩的天体形态,质量不变引力就不变,不会平白无故产生更强的引力去拉扯周围的天体,这就是最基础的物理结论,所有推导都来自广义相对论和万有引力定律,都是经过验证的科学结论。
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