假如月球變成了同質(zhì)量的黑洞

譯+張桐

這兩個(gè)“會(huì)怎么樣”的答案都是“不會(huì)怎么樣”。

一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于月球質(zhì)量的黑洞，它的事件視界大約相當(dāng)于一粒沙子那么大。根據(jù)黑洞相關(guān)數(shù)值對(duì)應(yīng)表格，問題中所說的這個(gè)月球黑洞，它的大小大約介于中沙和細(xì)沙之間。這個(gè)大小足以穿過《美國材料標(biāo)準(zhǔn)》中70號(hào)及以上的濾網(wǎng)。我估計(jì)，這個(gè)月球黑洞實(shí)際上完全能穿過任何型號(hào)的濾網(wǎng)，只不過會(huì)在穿過的同時(shí)順手把濾網(wǎng)毀了罷了。不過毀了就毀了吧，又能怎么樣呢？

雖然月球變成了黑洞，但它的質(zhì)量和位置并沒有發(fā)生變化，因此地球上的潮汐也不會(huì)受到影響。當(dāng)物體飄浮在一個(gè)球形物附近時(shí)，它對(duì)物體的引力大小只取決于質(zhì)心與物體間的距離。假如太陽變成了一個(gè)質(zhì)量與其相同的黑洞，地球的軌道并不會(huì)受到影響。不過，地球上的生物大概會(huì)受到相應(yīng)的影響。

如果月球變成了黑洞，它就只有一個(gè)點(diǎn)那么大，月光就消失了，這會(huì)影響所有夜行動(dòng)物的生物周期。不過這點(diǎn)影響相較于人類活動(dòng)對(duì)它們的影響，就顯得微不足道了。月球能起到穩(wěn)定地球軌道的作用，月球黑洞也能扮演相同的角色。

變成黑洞的月球?qū)?huì)很不起眼。如果月球變小了這么多，它就會(huì)通過霍金輻射逐漸揮發(fā)。不過與月球質(zhì)量相當(dāng)?shù)暮诙赐瑫r(shí)也會(huì)從宇宙背景輻射中吸收能量，而它吸收的能量要大于霍金輻射釋放的能量。這個(gè)黑洞真的是黑的。

至少，它不吞噬物質(zhì)的時(shí)候是這樣的。如果這個(gè)黑洞開始吞噬物質(zhì)，它會(huì)釋放出大量輻射。因此當(dāng)黑洞吞噬物質(zhì)時(shí)，它會(huì)閃閃發(fā)光；當(dāng)大量物質(zhì)沿著螺旋路徑掉入黑洞時(shí)，它們會(huì)被不斷加熱，并變得明亮起來。（黑洞吞噬物質(zhì)的速度不能太快，因?yàn)橐坏┧俣瘸^臨界點(diǎn)，它釋放的大量輻射會(huì)把吞噬進(jìn)的物質(zhì)吹跑。這個(gè)極限叫作埃丁頓極限。如果這個(gè)月球黑洞吞噬物質(zhì)的速度達(dá)到了埃丁頓極限，那么它的熱量將足以毀滅地球。）

所幸月球黑洞周圍也沒有太多物質(zhì)供它吞噬，所以它也暫時(shí)不會(huì)變得非常明亮。因此，這個(gè)黑洞所做的基本上就是徹底改變它附近的塵埃的運(yùn)動(dòng)軌跡——一粒沙子將另一粒沙子推遠(yuǎn)。即使它吞噬物質(zhì)的速度和地球吸收星際塵埃的速度相當(dāng)，對(duì)我們也沒有太大影響。況且，地球有更大的“吸收面積”。

但它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有趣的影響：地球不但變暗了，而且變冷了。因?yàn)樵鹿馄鹬鴾嘏厍虻淖饔?。雖然這點(diǎn)能量對(duì)地球能量平衡的貢獻(xiàn)微乎其微，月光提供的能量和日光相比差很多個(gè)數(shù)量級(jí)，但它還是有那么一點(diǎn)兒的。

觀測數(shù)據(jù)顯示，全球氣溫的變化有一個(gè)28天的周期，在其他一切條件不變的情況下，地球在滿月時(shí)氣溫達(dá)到最高。雖然變化幅度極小，也就零點(diǎn)幾攝氏度，但它還是有那么一點(diǎn)兒的。

但是，氣溫的這點(diǎn)變化事實(shí)上并不完全是由月光本身引起的，最主要的原因是在這個(gè)周期中滿月時(shí)地球離太陽最近。

要計(jì)算月球反射到地球上的日光總量并不像你想象的那么容易，月球反射日光的過程中有一些令人吃驚的曲折。月球有一半被照亮，你可能認(rèn)為亮度就是滿月時(shí)的一半，但其實(shí)遠(yuǎn)比那時(shí)亮。一旦要把這一點(diǎn)考慮進(jìn)去，就有一些棘手的問題需要處理，因?yàn)榭茖W(xué)就是這么麻煩。比如上弦月要比下弦月亮大約20%，比如月球其實(shí)有點(diǎn)類似一個(gè)角反射器。除了麻煩的亮度問題以外，月球自身還會(huì)被太陽加熱，然后又將這部分能量以紅外線的方式輻射出去。

簡言之，月球的紅外輻射對(duì)地球溫度的影響約是月光影響的10倍，而伴隨月相推移，日地距離的變化產(chǎn)生的影響又是紅外輻射影響的大約10倍。如果將這些影響進(jìn)行量化的話，在月球?qū)Φ厍蚰芰科胶獾挠绊懼?，紅外輻射形式的影響使地球溫度升高約0.00067攝氏度。

所以總體來說，月球變成一個(gè)黑洞真的不算多大的事。

當(dāng)然，如果這一事件發(fā)生在1969年至1972年的話（“阿波羅”登月計(jì)劃期間），尼克松的那些演講恐怕就得換個(gè)主題了。