银河系中心超大质量黑洞会吸走地球吗?

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银河系中心超大质量黑洞会吸走地球吗?

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银心黑洞离我们太远了,太阳距离银心 8.5kpc,1pc 差不多是 3 光年,哪怕地球真的被吸进去,以光速落入,都需要 25000 年,怕是我活不到那个时候了。

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Galactic_ghosts_Gaia_uncovers_major_event_in_the_formation_of_the_Milky_Way

不要觉着银心黑洞质量很大,看起来很恐怖,但是它离我们真的是太远了,距离是地球离太阳距离的 倍。我们可以算一下单位质量的物体在地球上受到的太阳的引力和银河系中心黑洞的引力(其实就是加速度,地球上就是常说的重力加速度,差不多是)。

利用万有引力公式做个估算(当然,不考虑银河系暗物质,盘啊之类的作用,只考虑银河系中心黑洞的引力作用),太阳产生的加速度,其中是万有引力常数,太阳质量,日地距离是;银河系中心黑洞产生的加速度银心黑洞质量大约是太阳的 400 万倍,即,距离差不多就是太阳到银心的距离

所以说,即使银河系中心黑洞那么庞大,那么恐怖,但它离我们足够远,相比太阳,黑洞的影响还是太小太小太小了,足足小了 13 个数量级。

再者,太阳(带着地球)不会直接落进去,毕竟太阳在绕着银心运动,存在着角动量,角动量损失才能往下落,否则就像地球绕着太阳一直转。

如果只考虑两个质点的绕转运动,角动量损失的机制应该也就只有引力波辐射了,但这个角动量损失机制时标太长了,其中是光的速度,。算下来,太阳和银心黑洞的并合时间是,需要年啊,这么说人的一生就是沧海一粟了。

再过个几十亿年(年),太阳就会变成红巨星,到时候,地球都不一定存在啦。红巨星的半径会迅速膨胀,直到地球轨道,人恐怕都等不到掉进银河系中心黑洞的那一天了。

红巨星的样子。https://phys.org/news/2016-05-earth-survive-sun-red-giant.html
太阳变成红巨星之后包层要吞并地球了。https://phys.org/news/2016-05-earth-survive-sun-red-giant.html

还是多考虑一下离我们最近的太阳的影响吧。做一个简单的数值模拟,我们可以得到太阳后面的演化。用的程序是现在主流的恒星演化代码 MESA。感兴趣的可以看我写的一些使用教程。

小额 475:恒星演化程序 MESA:在 Ubuntu 中安装小额 475:恒星演化程序 MESA:如何演化单星小额 475:恒星演化程序 MESA:PGSTAR 的使用及导出演化视频小额 475:恒星演化程序 MESA:双星演化

演化一个初始质量为的零龄主序的模型,得到太阳的半径、光度、有效温度随时间的变化,如下图

紫色竖线指的是当前的太阳,红色虚线指的是当前的日地距离。蓝色实线指的是太阳的半径变化。
太阳光度岁随时间的变化。
太阳的表面有效温度随时间的变化。

太阳的辐射照到地球上使得地球升温,我们可以假定这个过程地球始终处于热平衡状态,毕竟热平衡的时标是远远小于太阳演化的时标的,地球辐射的流量就可以近似用黑体辐射的流量表示,即,Stefan-Boltzmann 定律表示(Stefan-Boltzmann 常数),它是随时间变化的量,因为太阳在演化,太阳的光度在变,半径在变,日地距离在变。

日地距离可以表示为现在的日地距离()减去太阳的半径,即,太阳的辐射在地球处的流量为,太阳的辐射流量被地球吸收的功率是,要和地球的自身辐射的功率平衡,就有,这样就可以解出地球的表面温度,即,把演化的数据带入上面的公式,画个图看一下地球表面温度的变化,

绿色是地球表面温度随时间的变化。

目前我们现在的温度是零上(蓝色虚线)几度的样子,等到了年时候,地球就达到 100 摄氏度了,那时候地球的水都要沸腾了。还需要等到掉入银河系中心黑洞嘛?

人类太阳面前是多么的渺小,更不用说和星系,和宇宙相比;我们的生命是何其短暂,恒星即使不恒,它们的寿命和我们的生命比起来,就没有任何可比性了。 借苏轼一句:寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟;哀吾生之须臾,羡长江之无穷。或许这就是思考宇宙之后对人生的感慨吧!

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