美国加州大学圣克鲁斯分校9月17日在《物理评论D》上发表一篇论文称，宇宙大爆炸时形成的原初黑洞仍有可能大量存在，这就是我们看不见的暗物质。如果这样的话，这些原初黑洞有可能每1-10年就会穿过我们太阳系内部，尽管它们几乎没有可能撞上我们的地球。
然而，如果这样的原初黑洞真的撞上地球，会带来怎样的影响呢？我们来做一个定量的计算。
微型原初黑洞：悄然穿过，无声无息
由于原初黑洞极小，我们首先假设它能穿过地球。
我们先考虑一个质量与导致恐龙灭绝的小行星相当的原初黑洞。按小行星直径10公里，密度3吨/立方米来算，它的质量约为1.57×10^15 千克，施瓦西半径仅有2.33×10^−12米，远远小于原子核。
当它以第四宇宙速度，也就是脱离银河系的速度，每秒535公里穿过地球时，整个过程只需约24秒。由于其极小的尺寸和微弱的吸积能力，黑洞在穿过地球时仅能吸收约0.1千克的地球物质。即使这些物质全部转化为能量，释放的能量也只有约9.6×10^15焦耳，相当于230万吨TNT炸药当量。
这个能量听起来不少，但相比于地球每天接收的太阳能辐射或大型自然灾害释放的能量，这只是九牛一毛。地球不会受到任何显著影响，人类甚至可能完全察觉不到这一事件的发生。
中等质量原初黑洞：引发局部灾难
如果原初黑洞的质量增加到月球的水平，情况就会有所不同。月球的质量约为7.35×10^22千克，施瓦西半径约为0.11毫米。
这样的大质量黑洞在穿过地球时，会吸积更多的物质。根据计算，它可能吸收约2×10^12千克的地球物质，释放的能量相当于地球引力束缚能的约0.01倍。
这足以引发大规模的地壳运动和强烈的地震、火山爆发。穿过路径上的区域可能会被彻底摧毁，大气层也会受到严重扰动。但地球整体仍能保持完整，生命有可能在灾难后存续下来。
巨大质量原初黑洞：地球的终结
当原初黑洞的质量达到火星的水平，约为6.42×10^23 千克，施瓦西半径接近1毫米。如此巨大的黑洞穿过地球，将导致灾难性的后果。
计算显示，黑洞在穿过地球的过程中，会吸积约1.97×10^16千克的物质，释放的能量约为1.77×10^33焦耳，相当于地球引力束缚能的近8倍。
这意味着地球将被彻底摧毁，巨大的能量释放会使地球物质汽化，形成高温等离子体。所有的生命形式都会瞬间灭绝，地球将不复存在，变成宇宙中漂浮的碎片和气体云。
引力和潮汐效应：宇宙秩序的扰动
除了能量释放外，“大质量”原初黑洞还会对地球和周边天体产生强大的引力影响。黑洞的引力会对地球产生巨大的潮汐力，导致地壳撕裂、海洋掀起千米高的巨浪。
同时，黑洞的引力会扰动月球和其他行星的轨道，可能引发太阳系范围内的连锁反应，影响整个星系的稳定性。
能否预防？科学的探索之路
面对如此可怕的情景，人类是否有能力预防或应对呢？目前，原初黑洞仍然是理论预测的天体，尚未被直接观测到。科学家们正在利用引力波探测器、天体运动观测等手段，努力寻找原初黑洞的踪迹。
如果能够提前发现接近的原初黑洞，或许可以采取措施进行干预，如改变其轨道。然而，以人类目前的科技水平，要影响一个大质量黑洞的运动几乎是不可能的。
最好的办法：活在当下
尽管原初黑洞穿过地球的概率极低，但这仍将提醒我们，宇宙中还有许多未知的威胁和奥秘等待我们取探索。我们在宇宙面前极为渺小，但对未知的探索，可以让我们变得更强大。
当然，最好的解决办法是，好好地活在当下。
参考文献：
Choi, C. Q. (2023). A 'primordial' black hole may zoom through our solar system every decade. Space.com.
物理学基本原理和天体物理学相关计算
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