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假如月球变成了一个黑洞

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发表于 2016-3-17 01:04:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

这两个“会怎么样”的答案都是“不会怎么样”。


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一个质量相当于月球质量的黑洞,它的事件视界大约相当于一粒沙子那么大。根据黑洞相关数值对应表格,问题中所说的这个月球黑洞,它的大小大约介于中沙和细沙之间。这个大小足以穿过《美国材料标准》中70号及以上的滤网。我估计,这个月球黑洞实际上完全能穿过任何型号的滤网,只不过会在穿过的同时顺手把滤网毁了罢了。不过毁了就毁了吧,又能怎么样呢?

虽然月球变成了黑洞,但它的质量和位置并没有发生变化,因此地球上的潮汐也不会受到影响。当物体飘浮在一个球形物附近时,它对物体的引力大小只取决于质心与物体间的距离。假如太阳变成了一个质量与其相同的黑洞,地球的轨道并不会受到影响。不过,地球上的生物大概会受到相应的影响。


如果月球变成了黑洞,它就只有一个点那么大,月光就消失了,这会影响所有夜行动物的生物周期。不过这点影响相较于人类活动对它们的影响,就显得微不足道了。月球能起到稳定地球轨道的作用,月球黑洞也能扮演相同的角色。

变成黑洞的月球将会很不起眼。如果月球变小了这么多,它就会通过霍金辐射逐渐挥发。不过与月球质量相当的黑洞同时也会从宇宙背景辐射中吸收能量,而它吸收的能量要大于霍金辐射释放的能量。这个黑洞真的是黑的。


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至少,它不吞噬物质的时候是这样的。如果这个黑洞开始吞噬物质,它会释放出大量辐射。因此当黑洞吞噬物质时,它会闪闪发光;当大量物质沿着螺旋路径掉入黑洞时,它们会被不断加热,并变得明亮起来。(黑洞吞噬物质的速度不能太快,因为一旦速度超过临界点,它释放的大量辐射会把吞噬进的物质吹跑。这个极限叫作埃丁顿极限。如果这个月球黑洞吞噬物质的速度达到了埃丁顿极限,那么它的热量将足以毁灭地球。)


所幸月球黑洞周围也没有太多物质供它吞噬,所以它也暂时不会变得非常明亮。因此,这个黑洞所做的基本上就是彻底改变它附近的尘埃的运动轨迹——一粒沙子将另一粒沙子推远。即使它吞噬物质的速度和地球吸收星际尘埃的速度相当,对我们也没有太大影响。况且,地球有更大的“吸收面积”。


但它会产生一个有趣的影响:地球不但变暗了,而且变冷了。因为月光起着温暖地球的作用。虽然这点能量对地球能量平衡的贡献微乎其微,月光提供的能量和日光相比差很多个数量级,但它还是有那么一点儿的。

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观测数据显示,全球气温的变化有一个28天的周期,在其他一切条件不变的情况下,地球在满月时气温达到最高。虽然变化幅度极小,也就零点几摄氏度,但它还是有那么一点儿的。

但是,气温的这点变化事实上并不完全是由月光本身引起的,最主要的原因是在这个周期中满月时地球离太阳最近。


要计算月球反射到地球上的日光总量并不像你想象的那么容易,月球反射日光的过程中有一些令人吃惊的曲折。月球有一半被照亮,你可能认为亮度就是满月时的一半,但其实远比那时亮。一旦要把这一点考虑进去,就有一些棘手的问题需要处理,因为科学就是这么麻烦。比如上弦月要比下弦月亮大约20%,比如月球其实有点类似一个角反射器。除了麻烦的亮度问题以外,月球自身还会被太阳加热,然后又将这部分能量以红外线的方式辐射出去。

简言之,月球的红外辐射对地球温度的影响约是月光影响的10倍,而伴随月相推移,日地距离的变化产生的影响又是红外辐射影响的大约10倍。如果将这些影响进行量化的话,在月球对地球能量平衡的影响中,红外辐射形式的影响使地球温度升高约0.00067摄氏度。


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所以总体来说,月球变成一个黑洞真的不算多大的事。

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当然,如果这一事件发生在1969年至1972年的话(“阿波罗”登月计划期间),尼克松的那些演讲恐怕就得换个主题了。




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