可能遍布整个宇宙的原初黑洞会撞上地球吗？

在许多人看来，黑洞是宇宙中相当可怕的存在。

它们无比黑暗，有着强大的引力，似乎有着某种不祥的意味。

如今，天体物理学家又提出了一种假想的黑洞类型：原初黑洞。

这种黑洞不是由太阳坍缩而成，而是形成于宇宙的最初时刻，并充斥于我们现今的宇宙。

那么，一个这样的远古怪物冲向地球的几率有多大？一位天体物理学家对此进行了计算。

诞生于大爆炸

早期的宇宙既狂野又复杂，与我们今天所处的温和宇宙截然不同。

在大爆炸的最初时刻，宇宙发生了剧烈的相变。

尽管科学家们已经初步理解了大爆炸最初几分钟的物理现象，但在那之前发生的事情却一直笼罩在神奇之中——相关的数学计算也异常复杂。

要形成黑洞，需要一些相当极端的条件，比如一颗太阳在其生命的最终时刻发生坍缩。

在宇宙诞生的最初几秒钟里，太阳并不存在，但可能存在形成黑洞的合适条件；原初黑洞的形成，所需要的只是将大量的物质或能量塞进一个足够小的空间。

在宇宙遥远的过去，在我们尚未探测到的宇宙未知领域，可能正好存在一些条件，使原初黑洞充斥着整个宇宙。

这些黑洞可能有不同的质量，取决于它们形成的条件。

不过，科学家几十年来对原初黑洞的搜索毫无结果，使人们对它们的兴趣逐渐减弱。

直到不久前，我们终于有了一个高效的探测工具——激光干涉仪引力波天文台LIGO。

当LIGO首次探测到黑洞碰撞所产生的引力波时，天文学家发现，这些黑洞的质量相当奇特，每一个都有太阳质量的几十倍。

这个质量范围很难通过常规的太阳黑洞合并来实现，因为这样的合并事件必须足够频繁，才有可能形成如此规模的黑洞。

于是，原初黑洞又回到了天文学家的视野当中。

寻找原初黑洞

关于早期宇宙发生的各种过程，如果有某种奇特的机制能产生黑洞的话，那就不会只产生几个黑洞，而是会充满整个宇宙。

事实上，宇宙中可能存在着足够多的原初黑洞，至少可以作为一部分暗物质的解释；据天文学家估计，神奇的暗物质占宇宙中所有物质的80%以上。

最近发表在预印本数据库arXiv上的一篇论文中，科学家假设宇宙中可能存在着数量惊人的小型黑洞。

它们会经历怎样的变化？

事实上，黑洞并不是100%黑色的，它们会通过宇宙怪才宇宙怪才霍金辐射失去质量。

宇宙怪才宇宙怪才霍金辐射是发生在黑洞事件视界的复杂量子力学过程，允许一些粒子和辐射从黑洞逃逸。

黑洞越小，其质量损失就越快。

小于1亿吨的黑洞——比一颗典型的小行星略轻——在当前的宇宙年龄中将失去大约一半的质量。

对于更大的黑洞，在当前的宇宙年龄下，只会因宇宙怪才宇宙怪才霍金辐射损失一小部分质量。

每个星系中小型黑洞的总数取决于星系中有多少暗物质，以及每个黑洞有多大。

不过，无论如何分，不同星系中应该都有很多小型黑洞。

而且，这些黑洞的运行都很快。

根据计算机模拟和星系动力学的观察结果，暗物质的速度超过每秒160公里。

以这样的速度，一个小行星质量的黑洞可以在几周内覆盖木星和地球之间的距离。

那么，我们应该胆怯这些黑洞撞上地球吗？

原初黑洞与地球的碰撞

如果一个小行星质量的黑洞撞击地球会发生什么？简单来说：灭顶之灾。

黑洞会像一把加热的刀刺穿黄油一样，刺穿我们星球的表面；另一方面，黑洞会立即开始减速，因为它会与地球的引力相互作用。

任何原子或分子或者我们每个人在穿过事件视界之后，就会从已知的宇宙中溜走，再也看不见。

事件视界是黑洞的边界，在这个边界之内，任何东西，甚至光，都不能逃脱。

在最理想的情况下，黑洞会从地球的另一侧离开，留下幸存者来收拾残局。

在最糟糕的情况下，黑洞会落在地核的位置，在那里地球的引力将足以让黑洞开始“进食”。

最终，黑洞会吞噬我们整个星球。

值得庆幸的是，根据这篇论文的计算，黑洞落在地核上的几率相当小——它们的运行速度实在太快了。

另一方面，地球与黑洞的遭遇还会导致另一个令人不快的结果：升温。

在穿过地球的过程中，黑洞会吸积物质，而吸积会产生热量激活星系核的也是这种热量。

一个小行星质量的黑洞撞上地球后，最终释放的能量与1公里宽的小行星撞击所释放的能量差不多。

在6500万年前，一颗如此规模的小行星撞击地球后，导致了恐龙的灭绝。

幸运的是，黑洞碰撞可能非常罕见。

根据这篇论文的计算，在最“乐观”的情况下以科学家的标准，即星系中黑洞的数量达到最大值的情况，可能每十亿年左右才会发生一次碰撞。

因此，对于所谓的黑洞撞地球，我们不必过于担心。