驚！只要電子大小的黑洞就能毀滅地球，現(xiàn)代科技能人造出來(lái)嗎？

有科學(xué)家提出，采用歐洲最大的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)HLC制造出一個(gè)微型黑洞，以至于更深入窺探宇宙奧秘和物質(zhì)的真相，從而推動(dòng)人類文明跨越式進(jìn)步。這個(gè)想法引起了劇烈爭(zhēng)論，一些人憂心忡忡劇烈反對(duì)，驚呼：科學(xué)已經(jīng)發(fā)展到摧毀人類文明的邊緣！

什么是黑洞，真的能人造嗎？

真正的黑洞必須是引力黑洞，是指在極端條件下，三維空間的物質(zhì)被壓縮集中到一個(gè)普朗克尺度以下的體積中，成為一個(gè)0維奇點(diǎn)，圍繞著奇點(diǎn)形成一個(gè)曲率無(wú)限大的球形空間。這個(gè)球形空間的邊界就叫事件視界，其大小就叫史瓦西半徑。

所以黑洞的實(shí)質(zhì)是奇點(diǎn)，所有質(zhì)量都集中在奇點(diǎn)上。人們能觀測(cè)到的那個(gè)黑咕隆咚的球或者說(shuō)洞，只是黑洞的事件視界，也就是可觀測(cè)與不可觀測(cè)的邊界。物質(zhì)被黑洞引力拉扯，圍繞著黑洞高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)出強(qiáng)光和輻射，被人們觀測(cè)到，這就是事件視界之外；任何物質(zhì)一旦落入了這個(gè)事件視界之內(nèi)，就有去無(wú)回，永遠(yuǎn)不被看見(jiàn)，連每秒速度達(dá)到30萬(wàn)公里的光也不例外。

那么，這種黑洞人類能夠制造出來(lái)嗎？只能說(shuō)理論上可以，實(shí)踐上很難。迄今為止，科學(xué)家們還沒(méi)有能力制造出過(guò)任何引力黑洞，只設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)一些類似黑洞的模型。

如東南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)2010年宣稱的人造黑洞，只是超材料吸波模擬器；許多國(guó)外團(tuán)隊(duì)制造的冷原子 / 聲波黑洞，只是用超冷原子或聲波模擬黑洞事件。這些所謂人造黑洞根本無(wú)引力，只是視界模擬，并非真正的黑洞。

那么，人造黑洞會(huì)毀滅人類和地球，乃至整個(gè)太陽(yáng)系嗎？

答案是否定的。至少在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，人造黑洞不可能毀掉人類和地球。因?yàn)榧幢闳祟愓娴哪苤圃斐龊诙矗彩菢O小的微型黑洞，這種黑洞會(huì)瞬間蒸發(fā)，人畜無(wú)害。

說(shuō)到黑洞蒸發(fā)，就得說(shuō)說(shuō)霍金輻射理論了。

廣義相對(duì)論認(rèn)為，黑洞是時(shí)空極度彎曲的區(qū)域，事件視界是不可逃逸邊界，光與物質(zhì)均無(wú)法逃出；量子場(chǎng)論則認(rèn)為，真空并非空無(wú)一物，而是充滿量子漲落，會(huì)不斷瞬間產(chǎn)生包含一正一反能量的虛粒子對(duì)，隨即湮滅，總能量守恒。

著名物理學(xué)家史蒂芬·威廉·霍金，身殘志堅(jiān)，且腦袋非常靈光，他從廣義相對(duì)論與量子場(chǎng)論中發(fā)現(xiàn)了玄機(jī)，將兩者有機(jī)連接起來(lái)，創(chuàng)立了黑洞輻射理論，首次為黑洞賦予了溫度和熵的熱力學(xué)屬性。其核心原理是：彎曲時(shí)空如黑洞視界，會(huì)破壞真空量子漲落的對(duì)稱性，導(dǎo)致虛粒子對(duì)分離，一個(gè)墜入黑洞、一個(gè)逃逸為實(shí)輻射，黑洞因此損失質(zhì)量并最終蒸發(fā)。

具體說(shuō)來(lái)，在黑洞視界極度彎曲時(shí)空，粒子對(duì)會(huì)出現(xiàn)視界跨越，出現(xiàn)在視界兩側(cè)：負(fù)能反粒子墜入黑洞，正能粒子向外逃逸，由此出現(xiàn)黑洞輻射，這就是所謂“黑洞蒸發(fā)”。這種存在于粒子層面的黑洞蒸發(fā)，表現(xiàn)為黑洞質(zhì)量越小，溫度越高，蒸發(fā)越快；反之越慢。

黑洞蒸發(fā)理論公式見(jiàn)下圖：

根據(jù)公式計(jì)算，當(dāng)黑洞質(zhì)量大于10億噸時(shí)，其蒸發(fā)時(shí)間就會(huì)超過(guò)宇宙目前年齡，吸積能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于蒸發(fā)，成為永久黑洞。雖然這種黑洞的史瓦西半徑比電子還小，但如果出現(xiàn)在地球，將導(dǎo)致毀滅。

目前，人類還無(wú)法制造出最小的微型黑洞

因?yàn)橹圃旌诙葱枰獦O高的能量，即便造一個(gè)最小普朗克尺度的黑洞，也需要高達(dá)10^16TeV的能量。要將質(zhì)子加速到極端接近光速，也就是0.999999999999999c以上，0點(diǎn)后面拖了15個(gè)9，這樣，兩束相向而行的質(zhì)子發(fā)生碰撞，才可能制造出一顆最小的微型黑洞，其質(zhì)量約為20毫克。

這種黑洞的史瓦西半徑只有10^-35m，這個(gè)尺度剛好是普朗克尺度，即1000億億億分之一米，比電子小了20個(gè)數(shù)量級(jí)，是人類認(rèn)知極限的起點(diǎn)。這種普朗克尺度級(jí)黑洞，只需要10^-39秒，也就是一千萬(wàn)億億億億分之一秒就會(huì)蒸發(fā)殆盡。因此，不要說(shuō)毀滅人類和地球，一個(gè)原子也碰不到。

更令人絕望的是，不但現(xiàn)在，就是在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，人類都不可能達(dá)到制造這種微型黑洞的能力。

迄今，最強(qiáng)大的粒子對(duì)撞機(jī)~歐洲強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC，只能將質(zhì)子加速到0.999999991c，質(zhì)子對(duì)撞的最高能量只能達(dá)到13.6TeV（總質(zhì)心系能量），距離能撞出最小黑洞的能量10^16TeV還相差15個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是差1千萬(wàn)億倍。

如果采用這種對(duì)撞方式制造一個(gè)最小的黑洞，在極高動(dòng)量下，要讓質(zhì)子束拐彎，理論上這個(gè)彎道半徑需要達(dá)到令人恐怖的500光年。而現(xiàn)在的LHC環(huán)狀軌道長(zhǎng)度才有27公里，半徑只有4.3公里。有科學(xué)預(yù)測(cè)認(rèn)為，到2040年可以建造出撞擊能量達(dá)到100TeV的對(duì)撞機(jī)，這點(diǎn)進(jìn)步與達(dá)到制造出黑洞的水平完全可以忽略不計(jì)。

要知道，人類飛得最遠(yuǎn)的無(wú)人探測(cè)器旅行者1號(hào)，以每秒17公里的速度飛了近50年，也才飛了約255億公里，而太陽(yáng)系半徑就有1光年，飛出太陽(yáng)系還需要17000多年呢。如此，要制造出1000光年直徑的軌道加速器，豈不是癡人說(shuō)夢(mèng)？

因此，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，人類不可能制造出人造黑洞，更不可能制造出能夠毀滅地球的黑洞。

不過(guò)，有一種高維弦理論ADD模型，假設(shè)存在大的額外空間維，量子引力能量就能降到 1TeV 量級(jí)，這樣，HLC就可能對(duì)撞出轉(zhuǎn)瞬即逝的微型黑洞。這只是一種理論猜想，實(shí)驗(yàn)上已被HLC排除。

要多大的黑洞就能摧毀人類文明和地球，乃至整個(gè)太陽(yáng)系呢？

答案是并不大，只要吸積大于蒸發(fā)的黑洞都可以，其史瓦西半徑只有約電子大小。

先來(lái)算算這個(gè)約電子大小黑洞的質(zhì)量。黑洞的史瓦西半徑與質(zhì)量成線性正比，遵循的公式為：史瓦西半徑R=2GM/c^2，這里的G代表引力常數(shù)，M為質(zhì)量，c為光速。

已知電子經(jīng)典半徑≈2.818*10^-15m（米），這個(gè)電子大小黑洞的史瓦西半徑R，代入變形后的史瓦西半徑公式：M = Rc^2/2G，可計(jì)算出這顆電子大小的黑洞質(zhì)量M約為1.9*10^12kg，也就是約19億噸。

19億噸的物質(zhì)集中一根針尖上會(huì)發(fā)生什么？況且黑洞所有質(zhì)量都是在一個(gè)沒(méi)有體積的奇點(diǎn)上，比針尖小了無(wú)數(shù)倍，這種東西出現(xiàn)在地球表面有多么可怕：任何物質(zhì)在它面前都等于不存在，原子在其面前也空曠無(wú)比。

因此，這種黑洞出現(xiàn)的瞬間，就會(huì)被地心引力拉進(jìn)地心，然后圍繞著地心像鐘擺那樣上下晃蕩，其強(qiáng)大的時(shí)空曲率極端扭曲拉扯撕碎周邊任何物質(zhì)，很快在周圍形成高亮度高輻射的吸積盤，像吃面條一樣將這些碎為粒子的物質(zhì)吞進(jìn)黑暗無(wú)底的深淵。

這種吞噬開(kāi)始會(huì)很慢，隨著黑洞質(zhì)量越來(lái)越大，吞噬速度會(huì)成梯度加快，最終，地球?qū)⒈贿@顆黑洞掏空吃掉。

在數(shù)月或數(shù)年的過(guò)程，地球?qū)?huì)遭遇比地獄可怕無(wú)數(shù)倍的煉獄景象：海洋干涸、山崩地裂、巖漿迸飛。生物將很快被毀滅殆盡。吃完地球后，這個(gè)黑洞質(zhì)量將達(dá)到地球級(jí)質(zhì)量~6*10^24kg，史瓦西半徑約為9毫米。

理論上，引力在長(zhǎng)距離上只與質(zhì)量關(guān)聯(lián)，也就是地球引力與變成地球質(zhì)量級(jí)黑洞的引力是相等的，太陽(yáng)的引力將依然約束這顆黑洞圍繞著自己公轉(zhuǎn)。但黑洞引力的極端之處就是沒(méi)有了外殼阻隔，物質(zhì)可以極限靠近質(zhì)心，由此受到的引力潮汐拉扯就非常極端，任何靠近物質(zhì)包括塵埃都會(huì)被撕碎吞噬殆盡。

因此，這個(gè)變成黑洞地球再也不會(huì)像過(guò)去一樣安分守己，老老實(shí)實(shí)圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，恒久不變。黑洞會(huì)不斷吃掉靠近自己的星際物質(zhì)，讓自己質(zhì)量變得越來(lái)越大，引力也隨之增大；加上其引潮力比普通天體極端很多，就會(huì)不斷擾動(dòng)距離較近的天體。

最先倒霉的就是月球，會(huì)被黑洞引潮力拉變形，破碎，吸食掉；然后是金星火星，最終是整個(gè)太陽(yáng)系。由于對(duì)這些天體的破壞不像在地球表面這樣直接，整個(gè)過(guò)程就會(huì)很漫長(zhǎng)，吃掉月球需要數(shù)萬(wàn)年，吃掉整個(gè)太陽(yáng)系需要上億年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，但結(jié)局不會(huì)逆轉(zhuǎn)。

不過(guò)，人類的科技距離能夠制造出一顆迷你瞬間蒸發(fā)黑洞都還差距甚遠(yuǎn)，更別說(shuō)造出摧毀地球的黑洞了。所以該吃吃該睡睡，別再擔(dān)憂了。

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