1光年直徑天體是什麼樣子,人類在這種天體生活會怎樣?

本文參加小編 #科學了不起# 系列徵文賽。這是基於回答一位網友的問題,原題為:如果地球直徑為一光年,我們的生活會變成什麼樣子?

1光年直徑天體是什麼樣子,人類在這種天體生活會怎樣?


假設也要有假設的譜,以光年計的單個天體沒有譜。你乾脆說一個人長到年高會咋樣,這樣不就更簡單了。因此本文只能從科學角度來談談1光年的概念問題,反正我小編不會想象1光年直徑星球的生活,因為在我們的宇宙規律裡,永遠不會有1光年直徑具有實體形態的單個天體存在,因此那種生活是“你們”的事。芬蘭科學家發現最大的單個天體,是距我們35億光年類星體OJ287中心的一個黑洞,這個黑洞被命名為SDSS J140821.67 025733.2,質量約太陽的1960億倍,是之前人們認為宇宙最大黑洞質量的近3倍,這顆叫TON 618的黑洞是太陽質量的660億倍。

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因此,這個黑洞是迄今人類發現的最大單個天體。現代天文物理學理論認為,黑洞實體是一個沒有體積的奇點,但在這個奇點周圍會形成一個無限引力場球狀空間,任何物體進入這個空間,都有去無回,無限墜落到中心那個奇點,連光也無法逃逸。這個空間大小叫史瓦西半徑,計算史瓦西半徑的公式為:R=2GM/C^2。式中,R為史瓦西半徑值,單位m;G為引力常量,一般取值6.67x10^-11N·m^2/kg^2;M為天體質量,單位為kg;C為真空光速,精確值為C=299792458m/s,一般可取值300000000/s。根據史瓦西半徑公式測算,這顆黑洞的史瓦西半徑約為5880億千米,也就是這顆黑洞無限引力場影響的直徑約11760億千米。而1光年長度約94600億千米,因此這個黑洞的直徑只有約1/8光年。以後還會不會發現比這更大的黑洞呢?很難定論,但可以認為地球這樣的天體是永遠也不可能達到1光年直徑的。

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天體的大小受到引力約束,而呈現出不同性質。萬有引力定律認為,質量越大的物體,引力越大,引力會導致重力坍縮,這樣天體就會隨著質量加大改變自己的性質。這個宇宙中天體存在多種形式,大致有行星、恆星、白矮星、中子星、黑洞等,這些天體的形成都是由於質量不同導致的。行星及其比行星小的天體,是恆星在形成過程中剩餘的渣滓,在引力作用下聚集而成的,是比恆星小很多的天體。如我們地球,只是太陽質量的1/330000,就是太陽質量的0.0003%。而且恆星與行星是性質完全不同的兩種天體:恆星由於質量巨大,自身引力向心巨大壓力會導致核心氫核聚變,巨大的核聚變輻射壓抵禦了恆星引力收縮壓,形成了平衡,於是會有一個漫長的穩定週期,形成恆星的主序星階段。恆星核心熱核聚變會向外輻射巨大能量,由此發出光和熱;而行星是不會發光發熱的天體,主要依靠圍繞著恆星執行,獲得恆星的光和熱,才可能孕育和進化生命。

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恆星和行星的質量界限。根據引力理論,行星最大質量只能在太陽質量的7~8%以下,一旦超過這個質量,行星就保持不了其性質,核心就會發生核聚變,變成恆星。這樣核心溫度將高達千萬度,表面溫度在數千度以上。因此恆星是不可能存在生命的,目前地球上所有物質,包括人造物質,都不可能在恆星上儲存形態,都會被那裡的高溫氣化掉。

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而恆星也是有質量限制的,一般認為最大恆星在300倍太陽質量左右,這個叫做“埃丁頓極限”,因為超過這個極限的恆星,就沒有辦法穩定下來,一方面引力無法牢牢抓住外圍物質,恆星容易分崩離析;另一方面核心部分核聚變輻射壓根本承受不了引力收縮壓,無法取得平衡,恆星將發生超新星大爆發,很快會坍縮成一個黑洞。目前發現的最大恆星叫r136a1,距離我們約16萬光年。這顆恆星的質量約太陽265~315倍,直徑約太陽的28.8~35.4倍。太陽直徑約70萬千米,按35倍計算,r136a1直徑約2450萬千米,只有1光年的1/386000。

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宇宙中最大天體只有黑洞。在宇宙中,只有黑洞是最大單個天體,而且黑洞吞噬宇宙一切天體,會越長越大。人類離開了地球這種得天獨厚的環境,在其他行星上都無法生存,更別說到表面幾千度的熾熱恆星上了。恆星在白矮星、中子星面前只有被吃掉的份,毫無還手之力;而白矮星、中子星在黑洞面前,只能俯首稱臣,乖乖被剝皮抽筋吃得一點都不剩。因此,本問題中的“我們的生活會變成什麼樣子”這個說法無法描述?所以說,這個“我們”不包括我,而是“你們”。你們如果願意去黑洞生活,將會被磋磨成一個粒子也不會剩下。有人想象,時空會在奇點處終結,因此所有人類物理理論都會在那裡失效。但在那裡可能會突出到另一個時空,祝賀你們前往超時空的另外世界好好“生活”吧,哈哈~就是這樣,歡迎討論,感謝閱讀。小編原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解合作。

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