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标题: [转帖] 【科技】科学家表示，太阳系正坠入中心黑洞，具体时间已经算出 [打印本页]

作者: isdn2000 时间: 2023-2-26 09:18 标题: 【科技】科学家表示，太阳系正坠入中心黑洞，具体时间已经算出

　　2020年时，科学家赖因哈德·根策尔和安德烈娅·盖兹，通过对银河系中心区域进行仔细观测，发现银河系中心存在着大量且密集的恒星，更让人心惊的是，这些恒星的速度并不正常，就好像在做环绕运动一般。也就是说，在这些恒星的中心点，应该存在着质量更大的星体，这才导致众恒星被其吸引。
　　然而，无论科学家们借助何种观测设备，始终都无法找到这个庞大的星体，这不禁让众天文学家产生了一种不好的预感，那就是这个质量庞大的星体或许根本就不存在，吸引这些恒星的东西，其实是一个非常庞大的黑洞。
　　之后，历经一年的努力，科学家们在多台望远镜，以及一台超级计算机的配合下，终于拍到这个可怕的中心黑洞--------人马座A*（Sgr A*）黑洞。
　　更让人头皮发麻的是，在该黑洞附近，已经聚集了千亿颗恒星，这些恒星每一颗都足以媲美太阳，甚至，绝大多数都比太阳大上不少，这也就是说，这个黑洞要想吞噬太阳系，那是非常轻松的，而唯一值得庆幸的是，太阳系离这个黑洞还比较远。
　　但研究太阳系运动的天文学家却表示悲观，原来，根据现有的观测手段和计算能力，天文学家们发现，太阳系每围绕银河系转动一圈，两者的距离就会缩短2000光年。按照目前的距离来计算，太阳系在转动13万圈，即32.5万亿年后，太阳系就会被该黑洞所捕获，进而被虚无吞噬，届时，太阳系必将颗粒不剩。而要想改变这一结局，人类唯一能做的，似乎就只剩流浪地球计划了，也就是带着地球脱离太阳系，去寻找新的家园。
　　不过，距离该事件的发生还有很久，在这段时间里，人类很可能会掌握更高层次的科技，从而有办法让太阳系躲过一劫；也有可能会在灾难来临之前，灭亡于一场莫名的核战争，无法等到这天灾的降临。
　　除此之外，天文界也有科学家秉承着不同意见，那就是宇宙是不断膨胀的，这就好像一个不断吹起的气球，其中体积容量的增加，便会让星系间的距离增大，从而也就使得太阳系和中心黑洞的距离不断扩大。
　　简单来说，就是宇宙只要还在不断膨胀，那太阳系就不可能被黑洞所捕获，可需要注意的是，现在人类对天文学的认知终究是有限的，我们所得出的一切结论，都可能存在系统性错误，就类似数百年前的地心说一般。因此，针对任何潜在的天体危机，人类都需要重视，否则，灾祸很可能就会在意想不到的时间降临。
　　黑洞（英文：Black Hole）是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
　　1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。
　　黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹来得出，还可以取得其位置以及质量。
　　北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。北京时间3月24日晚10点，中国科学家参与的事件视界望远镜（ETH）合作组织公布最新研究成果：发现了偏振光下M87超大质量黑洞的影像。
　　超大质量黑洞与其他相对较低质量的黑洞比较下，有一些有趣的区别：超大质量黑洞的平均密度可以很低，甚至比空气的密度还要低。这是因为史瓦西半径与其质量成正比，而密度则与体积成反比。由于球体（如非旋转黑洞的事件视界）体积是与半径立方成正比，而质量差不多以直线增长，体积增长率则会更大。故此，密度会随黑洞半径增长而减少，在视界附近的潮汐力会明显的较弱。由于中央引力奇点距离视界很远，若假想一个太空人向黑洞的中央移动时，他不会感受到明显的潮汐力，直至他到达黑洞的深处。
推导过程

史瓦西半径的公式：R=2GM/c^2

G=6.67*10^(-11)，是引力常量

M为天体质量

c=3*10^8m/s光速（应为299792458m/s取近似）

密度公式p=m/v

球体体积V=(4/3)*πR^3

密度p=M/V=M/[(4/3)*πR^3]

=3M/[4π(2GM/c^2)^3]

=3c^6/(32*πG^3*M^2)

除了M均为常量

代入π=3.14……

G=6.67*10^(-11)

c=3*10^8m/s

若令k=3c^6/(32*πG^3）=7.335*10^79

p=3c^6/(32*πG^3*M^2)=k/M2=7.335*10^79/M^2

由于史瓦西半径是形成黑洞天体的最大天体半径，其半径比这个小，半径小体积就会小，质量一定时密度就大，所以史瓦西半径下的黑洞密度最小，也就是上式密度最小，根据上式，密度与质量的平方呈反比，其余皆为常数，所以质量越大的物体密度越小。

如果地球成为黑洞，史瓦西半径R=0.009m，密度p=2.05*10^30kg/m^3

太阳(质量M=2*10^30kg)R=2964m，p=1.83*10^19kg/m^3

20万倍太阳天体M=4*10^35kg,R=6*10^8m,p=4.6*10^8kg/m^3

1g球体：R=1.48*10^(-30)m,p=7.335*10^85kg/m^3

另外受到天体自转等其他影响，这里的史瓦西半径是理想状态，不自转的绝对球体，一般情况下稍有不同（自转，椭球体）。

　　一些星系，如0402 379星系有两个超大质量黑洞，形成一个二元系统。若它们相撞，将会产生强劲的重力波。最新超级计算机模型显示，星系中心超大质量黑洞可能起源于宇宙最早期星系碰撞质量是太阳数百万倍至数十亿倍的超大质量黑洞通常存在于每个星系的中心区域，天文学家现发现超大质量黑洞存在于宇宙形成之初的10亿年内。目前，超级计算机计算显示，宇宙早期超大质量原星系之间的合并为超大质量黑洞的孕育提供了“滋养平台”。宇宙诞生于137亿年前。在宇宙早期，巨型原始星系之间的合并十分普遍，超级计算机模拟显示这种原始星系碰撞合并形成一种不稳定、旋转气体盘状结构，其中的漏斗状气体仅在10万年内就逐渐堆积形成太阳质量1亿多倍的微型气体云。该气体云崩溃形成黑洞，致使该黑洞在大约1亿年里通过从周围盘状结构吸取气体形成太阳10亿倍的质量。此前天文学家曾认为超大质量黑洞、星系和其它巨型星系结构通过逐渐引力吸引宇宙物质，最终形成质量越来越大的星系结构。美国俄亥俄州大学天文学家斯特利奥斯-卡赞特兹迪斯(Stelios Kazantzidis)是该研究报告合著作者之一，他说：“我们的研究结果显示星系和超大质量黑洞在内的较大宇宙结构体在宇宙历史进程中形成时间很短暂。”他指出，这项最新研究对于我们理解黑洞和星系的进化具有更深远的意义。卡赞特兹解释称，依据传统理论，星系的性质和其中心的黑洞质量密切相关，两者处于“平行生长关系”，但这一理论现应当进行修改。在我们的最新超级计算机模型中，黑洞的生长速度快于星系，因此黑洞并不完全受星系的增长所控制。瑞士苏黎世大学天体物理学家卢西奥-梅耶(Lucio Mayer)是该项研究负责人，他指出，该模型的一个重要结论是宇宙最早期的星系中心区域拥有比之前预期更大的超大质量黑洞。这项最新发现将有助天文学家更好地揭开神秘的引力波，依据爱因斯坦的广义相对论，远古星系合并将形成壮观的引力波，所形成的涟漪在时空和太空中的残留部分仍能探测到。目前，这项科学研究发表在8月26日出版的《自然》杂志上。

[ 本帖最后由索隆十郎于 2023-2-26 23:08(GMT+8) 编辑 ]

作者: 天堂真有鬼 时间: 2023-2-27 14:11

如果32.5万亿年后，人类的生存环境不发生重大变故那是一件多么幸运的事情啊

作者: jiangmj 时间: 2023-2-27 18:28

引用:

原帖由 天堂真有鬼 于 2023-2-27 14:11 发表 [bbs=redirect.php?goto=findpost&pid=111616700&ptid=11571618][/bbs]
如果32.5万亿年后，人类的生存环境不发生重大变故那是一件多么幸运的事情啊

这个啊，是不太可能的。
太阳的寿命也就100亿年左右（现在刚过一半），等到寿命结束，就会发生氦闪（流浪地球看了吧？），膨胀成红巨星，水星和金星会在这个阶段被吞噬。
红巨星的阶段的寿命是500万年左右（算是很短了），等到寿命末期，会发生比氦闪更剧烈的新星爆炸，留下的残骸就是白矮星。在这个阶段，八大行星都要完蛋。
白矮星会慢慢冷却成黑矮星，大概需要几千亿年的时间。这也是太阳最终的死亡。
等到太阳死透的那一刻，离坠入银河系中心黑洞还有30万亿年呢。

作者: gsx7788 时间: 2023-2-27 20:11

估计要飞出太阳系太难了

作者: bieliwo 时间: 2023-2-28 22:57

能等到那一天就好了

作者: shiying79 时间: 2023-3-2 02:12

看了半天，不明觉厉，只是感觉好厉害的样子，计算貌似都是专业的，个人确实懂不起。只知道潮起潮落，有黑洞就肯定有新生宇宙的出现，虽然久远，这不是我们这些凡人能关心的了。要不先考虑练气九层再说？

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