一顆重達(dá)1.4億噸的黑洞,以超音速穿過(guò)你的胸膛,會(huì)發(fā)生什么?
嗯……如果你在刷手機(jī),你可能仍在淡定地刷手機(jī),什么也沒(méi)有發(fā)生。
這是2025年7月發(fā)表在《國(guó)際現(xiàn)代物理學(xué)雜志 D》上的一項(xiàng)正經(jīng)物理學(xué)研究。來(lái)自美國(guó)范德比爾特大學(xué)的羅伯特·謝勒(Robert J. Scherrer)教授,用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)公式計(jì)算出了一個(gè)驚人的結(jié)論:被黑洞“穿心”并不一定會(huì)死,甚至可能是一次極其無(wú)聊的經(jīng)歷。
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這究竟是怎么回事?難道黑洞那吞噬萬(wàn)物的恐怖引力是假的嗎?
今天,我們就走進(jìn)這場(chǎng)發(fā)生在人體內(nèi)的“引力大冒險(xiǎn)”。
在我們的宇宙中,暗物質(zhì)占據(jù)了絕大部分質(zhì)量,但我們至今不知道它是個(gè)什么東西。物理學(xué)界有一個(gè)大膽的猜想:暗物質(zhì)可能由“原初黑洞”(Primordial Black Holes, PBH)構(gòu)成。
這些在大爆炸之初形成的黑洞,不像星際穿越里的卡岡圖雅那么巨大。它們的質(zhì)量可能只有一顆小行星那么重(大約10^17到10^22克),但體積卻小得驚人——其史瓦西半徑(黑洞視界)甚至比一個(gè)原子核還要小。
如果這些肉眼不可見(jiàn)的“幽靈”充斥著宇宙,那么問(wèn)題來(lái)了:如果有一天,你走在大街上,運(yùn)氣爆棚地被這樣一顆黑洞撞上了,會(huì)發(fā)生什么?
會(huì)被瞬間吸進(jìn)去嗎?
會(huì)被撕成碎片嗎?
還是會(huì)像動(dòng)漫里那樣穿越時(shí)空?
謝勒教授告訴我們:先別急著寫(xiě)遺囑,這取決于這顆黑洞到底有多“重”。
首先,我們要打破一個(gè)迷思:這種微型黑洞太小了,它穿過(guò)你身體的時(shí)間極短(只有幾微秒),根本來(lái)不及把你整個(gè)人“吸”進(jìn)去。
它對(duì)你造成的傷害,主要來(lái)自引力激波
也就是說(shuō),這顆黑洞雖然小,但它帶著巨大的質(zhì)量和極高的速度(大約200公里/秒,是子彈速度的幾百倍)沖進(jìn)你的體內(nèi)。它雖然不直接撞擊你的細(xì)胞,但它強(qiáng)大的引力會(huì)像一只無(wú)形的大手,猛烈地拉扯沿途的水分子和人體組織。
這種拉扯會(huì)產(chǎn)生一道向外擴(kuò)散的超音速激波。這就像是一顆隱形的子彈穿過(guò)你的身體,在肌肉和臟器中炸開(kāi)一道能量波。
謝勒教授參考了法醫(yī)學(xué)中子彈穿透人體的能量模型,劃定了一條生死線:100焦耳。這大約相當(dāng)于一支.22口徑步槍子彈造成的能量傷害。如果你體內(nèi)爆發(fā)的能量超過(guò)這個(gè)數(shù),那恭喜你,這是一次致命的貫穿傷。
然而,計(jì)算結(jié)果卻令人瞠目結(jié)舌。
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為了產(chǎn)生這足以致命的100焦耳能量,這顆原初黑洞的質(zhì)量必須足夠大。
計(jì)算結(jié)果顯示,這個(gè)“致死門(mén)檻”是1.4 ×10^17克。換算一下,大約是1.4億噸
這是什么概念?
這意味著,如果穿過(guò)你身體的那顆黑洞“只有” 1000萬(wàn)噸 重(比如10^16克),雖然它比整座珠穆朗瑪峰還要重得多,但它穿過(guò)你身體時(shí)產(chǎn)生的引力激波微乎其微。
你不會(huì)爆炸,不會(huì)流血,甚至痛感神經(jīng)都來(lái)不及反應(yīng)。
它就像一個(gè)高維幽靈,輕輕地來(lái)了,又輕輕地走了,不帶走一片云彩,也不留下一點(diǎn)傷痕。你可能只是覺(jué)得胸口莫名其妙地“悸動(dòng)”了一下,以為是昨天熬夜喝多了咖啡。
只有當(dāng)黑洞的質(zhì)量超過(guò)1.4億噸時(shí),這顆“隱形子彈”才會(huì)真正顯露殺機(jī),在你體內(nèi)造成類(lèi)似槍擊的嚴(yán)重內(nèi)傷。
等一下!細(xì)心的讀者可能會(huì)問(wèn),黑洞不是有潮汐力嗎?難道不會(huì)把我撕碎?
沒(méi)錯(cuò),潮汐力(Spaghettification)是黑洞的招牌技能。它會(huì)拉長(zhǎng)你的細(xì)胞,試圖把你的腦漿攪成豆花。
謝勒教授當(dāng)然也想到了這一點(diǎn)。他專(zhuān)門(mén)計(jì)算了要把人類(lèi)腦細(xì)胞撕裂(產(chǎn)生約10-100納牛頓的拉力)需要多大的黑洞。
結(jié)果更加讓人安心:要把你的腦細(xì)胞撕壞,黑洞的質(zhì)量至少需要達(dá)到7 ×10^18克,也就是70億噸。
這比剛才說(shuō)的“激波致死質(zhì)量”還要大上50倍!
也就是說(shuō),在潮汐力有機(jī)會(huì)把你變成“蘭州拉面”之前,那個(gè)引力激波早就已經(jīng)把你像被步槍擊中一樣干掉了。激波才是頭號(hào)殺手,潮汐力只是個(gè)沒(méi)機(jī)會(huì)出場(chǎng)的替補(bǔ)。
看到這里,你可能已經(jīng)在擔(dān)心:既然1.4億噸以上的黑洞真能殺人,我走在路上是不是該戴個(gè)什么護(hù)身的東西?
別慌。謝勒教授在論文的最后,用統(tǒng)計(jì)學(xué)給我們吃了一顆定心丸。他假設(shè)宇宙中的暗物質(zhì)全部由這種致命的黑洞組成,然后結(jié)合地球上的人口總數(shù)(80億)進(jìn)行計(jì)算。
結(jié)論是:這種“黑洞殺人事件”在全人類(lèi)中發(fā)生的概率,大約是每年10^-18次
什么概念?
這意味著,即使宇宙毀滅重來(lái)億萬(wàn)次,也不太可能有一個(gè)倒霉蛋真的被黑洞穿身而死。相比之下,你被隕石砸中、被雷劈中、甚至連續(xù)中十次彩票頭獎(jiǎng)的概率,都比被黑洞殺死的概率大得多。
所以,這篇論文最終告訴我們一個(gè)既硬核又荒誕的真相:
哪怕一顆重達(dá)億噸的天體此刻正穿過(guò)你的心臟,只要它不夠“重”,你依然可以若無(wú)其事地繼續(xù)你的人生;而那些能夠殺死你的黑洞,全宇宙都忙著當(dāng)暗物質(zhì),根本沒(méi)空來(lái)理你。
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參考文獻(xiàn):
- Scherrer, R. J. (2025). Gravitational effects of a small primordial black hole passing through the human body.International Journal of Modern Physics D, 2541003.
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