如果太阳被同样大小的黑洞替代，人类能活多久？世界会毁灭吗
对于太阳来说 ， 想变成黑洞是不可能的 ， 它的质量实在太小了 。 大概在50亿年后 ， 它会发生超新星爆发 。 关于太阳的死亡 ， 我们会在【宇宙出生日记】系列栏目中介绍 。 总之 ， 太阳的命运 ， 只能是一颗白矮星 。
不过 ， 假如我们非要讨论一下这个情况呢？我想 ， 这是一个帮助大家理解黑洞的好机会 ， 所以 ， 咱们不妨试一试——如果用同样大的黑洞来代替太阳 ， 会发生什么事呢？
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我们都知道 ， 黑洞最可怕的 ， 就是它的引力 ， 所以我们从引力入手来讨论 。
引力的大小和两个物体间的距离平方成正比 ， 因此 ， 黑洞的引力范围 ， 也是随着距离而递减的 。 所以 ， 我们才有黑洞的史瓦西半径这个说法 。 史瓦西半径又叫视界半径 ， 并不是黑洞的本体 ， 而是黑洞的最强引力范围 。 根据万有引力定律和一颗黑洞的质量 ， 可以轻松计算出黑洞的视界半径 。 只要进入视界范围内 ， 包括光在内的所有物质都会被吸收 。 而在视界范围外 ， 光是可以逃脱的 ， 而且距离越远 ， 逃逸速度越快 。
那么 ， 问题就来了：我们说和太阳一样大 ， 是尺寸一样大 ， 还是质量呢？
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【如果太阳被同样大小的黑洞替代，人类能活多久？世界会毁灭吗】如果是这个黑洞的史瓦西半径和太阳半径一样大 ， 那么恭喜你 ， 死定了 。
根据太阳的质量可以轻松计算出来 ， 这颗我们假设的黑洞只有30公里的视界半径 。 也就是说 ， 如果把太阳压缩成黑洞 ， 只有它附近30公里的光会被吸收 ， 其他的光都可以安全通过（虽然会被扭曲） 。 而如果这个黑洞的视界半径有太阳半径那么大 ， 那么就可以计算出来 ， 它的质量或者说引力 ， 是太阳的2.3万倍 。 于是 ， 地球就会打着转落入黑洞 。 在临死之前 ， 你会看到非常诡异的画面 ， 如果你想知道被黑洞吞噬之前会有什么样的感受 ， 咱们未来会单独推出一期节目来介绍 。
所以 ， 如果是按照半径来算的话 ， 对于整个太阳系都太残忍了 ， 咱们还是按照质量相同的情况来分析吧 。
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如果是这样的情况 ， 那么我可以拉着你的手恭喜你：至少比前一种情况能多活两天 ， 多看看这个不一样的太阳系 。
我们说过 ， 太阳的史瓦西半径只有大约30公里 。 在1.5亿公里以外的地球上 ， 我们几乎只能看见天空中的一个黑点——可是 ， 太阳都不在了 ， 地球就永远陷入黑暗之中 ， 没有白昼 ， 在夜空中 ， 我们可能也注意不到一颗黑点吧……月亮也是完全黑暗的 ， 所有的行星也都再也看不见 。
除了和距离有关 ， 引力也和两个物体本身的质量成正比 。 因此 ， 如果质量和太阳相同 ， 那么这个黑洞所产生的引力也并没有什么特别的 ， 地球还会像原来一样围绕太阳系的中心公转 。 不仅地球 ， 所有太阳系天体都会和平时一样正常运行 。
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这就非常尴尬了 ， 因为这个黑洞是真的“黑” 。 我们所有网上看到的黑洞图片 ， 都是正在吞噬物体的图片 。 黑洞本身是没有光的那些黑洞旁边的光 ， 都是黑洞的吸积盘 。 什么是黑洞的吸积盘？就是物质被吞噬时高速“下落” ， 能量升高 ， 于是开始发光所形成的结构 。 而这个黑洞质量和太阳一样 ， 引力也一样 ， 所有的天体都正常运行 ， 不会落入黑洞 。 所以 ， 它根本没有机会发光 。
另外还有一个问题 ， 那就是霍金辐射 。 当黑洞不再吞噬 ， 它就会开始“蒸发” 。 霍金指出：在黑洞的视界范围内 ， 会有虚粒子对的突然出现 。 当虚粒子对出现时 ， 其中一个会被黑洞迅速吞噬 ， 而另一个则会被射出来 ， 变成实粒子 。 只要是粒子 ， 就会有能量 。 也就是说 ， 黑洞会开始流失自己的能量 。
不过 ， 霍金辐射的时间非常非常久 。 比如这颗“太阳黑洞” ， 大约需要10^64年 。 我们说过 ， 太阳的质量有2000亿亿亿吨 ， 但这个数字和这个时间相比也显得那么微不足道 。 即使只蒸发一公斤的质量 ， 也需要5*10^33年 。 因此 ， 这颗黑洞所产生的霍金辐射 ， 对我们不会造成任何伤害 。
所以 ， 我们唯一需要担心的 ， 就是没有了光 ， 地球生物该如何生存 。
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首先 ， 没有光 ， 植物就无法进行光合作用 。 即使用尽地球上的化石能源 ， 也无法提供太久的光亮 ， 它们最终全部枯萎死掉 。 由于树木新陈代谢较慢 ， 它们可以坚持十年或者更久——不过恐怕不到那个时候 ， 就被饥饿的动物们啃光了 。 没有了植物 ， 动物就会跟着死亡 。 北极熊和企鹅看起来幸运一点 ， 能多坚持一阵子 。 比它们活得更久的是深海鱼 ， 因为环境的改变对于它们来说影响并不大 。 至于人类能不能耗得过它们 ， 我持怀疑态度 。 最终 ， 能够坚持到最后的就是低等生物 ， 因为它们没有什么器官分化 ， 所以对环境的适应能力超强 ， 比如水熊虫 。
更重要的是 ， 我们应该怎么防止被冻死 。 在太阳的光照下 ， 地球能够保持15℃左右的平均气温 。 但是 ， 如果没有太阳 ， 只需要一年的时间 ， 就会降温到-73℃ 。 这个“太阳黑洞”会给我们提供热量吗？可能要让大家失望了 ， 根据科学家的计算 ， 它的理论温度只有60纳开（1/60000000000开尔文） ， 几乎就是绝对零度了 。 所以 ， 它不拖地球的后腿我们已经谢天谢地了 。
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同样的 ， 化石能源可以给我们解决一部分问题 。 但是随着太阳的光照消失 ， 我们必须成指数倍地燃烧化石能源 ， 才可以保持温度 ， 导致化石能源消耗地更快——嗯 ， 倒是不用再担心温室效应了 。
唯一的办法 ， 就是像《流浪地球》说的那样去地下生活 ， 但人类显然还没有技术能够挖那么成熟的地下建筑体系 。 这个地下建筑体系 ， 不是你以为的不见天日的三层地下室就可以 ， 而是要非常深 。 只有那样 ， 我们才能依靠地球内部的热源——放射性元素衰变——来提供足够的温度生存 。
科学家告诉我们：从地表向下 ， 每1公里会有20℃的升温 。 如果地表降温到零下七十几度 ， 那么我们可能要生活在地下4公里的深处才行 。 而且地球会继续降温 ， 我们也得不断深入 。 苏联的科拉钻孔 ， 或许反而成为那时候人类的避难所 。 不过 ， 科拉钻孔届时的“房价” ， 恐怕也不是我等凡人住得起的 。
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因此 ， 无论太阳变成什么样的黑洞 ， 地球都完蛋了 。
当然了这种事不会真的发生 ， 但是 ， 你应该也体会到了太阳对于地球生物的重要性 ， 和离开太阳的人类有多么脆弱 。 茫茫宇宙中 ， 什么事都有可能发生 ， 我们必须未雨绸缪 ， 才有可能度过各种危机 。
目前 ， 有科学家认为 ， 宇宙或许早晚有一天 ， 会变成完全由黑洞统治的世界 。 如果这种情况发生 ， 恐怕人类就很难生存了 。 要么发展出相应的科技 ， 要么想办法阻止这个结局的发生 。 不过 ， 这就不是我们今天要讨论的话题了~
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