如果地球和黑洞相撞 会发生什么样的恐怖后果？

相比之下，我们与最近的恒星比邻星的距离略大于4.2光年。光年是用来描述恒星之间距离的常用单位。利用欧洲空间局的盖亚（Gaia）空间望远镜，天文学家对银河系中恒星的数量及其在银河系中的分布情况有了相当详细的了解，我们也由此得知了许多关于邻近宇宙的奇妙事实，例如：

（1）邻近宇宙中的恒星相对于我们的运动速度通常为20千米/秒，约为我们绕银河系中心运行速度的10%；

（2）在我们与银河系中心的距离上，几乎所有的恒星都以椭圆轨道运行，而且这些椭圆轨道非常接近圆形；

（3）此外，几乎所有的恒星都在离我们较远的星系盘上运行；在中央凸出部分或较大的球状银晕中，却很少有恒星；

（4）这些恒星中，有大约一半属于多恒星系统，另一半则与我们的太阳系类似：只存在一颗孤零零的恒星。

大质量恒星整个生命周期的示意图。最终在核心的核燃料耗尽时，会形成II型超新星。核聚变的最后阶段是典型的硅燃烧，在超新星爆发前的短暂时间内，核内会产生铁和类铁元素。如果恒星的内核质量足够大，内核坍缩时就会产生黑洞。

做一下数学计算，我们就能得出一颗恒星到达太阳一定距离内的平均时间。结果很有趣，但并不可怕。我们的太阳系已经存在了大约45亿年，每隔几十万年，就会有一颗足以影响奥尔特云的恒星靠近太阳系。最近一颗这样的恒星是舒尔茨星，在大约7万年前近距离掠过太阳系，穿过了奥尔特云。

然而，任何恒星都不太可能靠近到足以使太阳系中其他大型天体偏离轨道的程度。在地球存在的整个历史中，我们与另一颗恒星最接近的距离预计大约是500天文单位，或者说相当于太阳到冥王星距离的10倍。对于整个太阳系的历史，则

（1）出现一颗足以扰动柯伊伯带的恒星的几率约为1%；

（2）出现一颗足以扰动木星或土星的恒星的几率约为0.01%；

（3）出现一颗足够靠近地球，能对地球产生引力干扰的恒星的几率约为0.0001%，即百万分之一；

（4）出现一颗与地球发生碰撞的恒星的几率只有0.000001%，即1亿分之一。

黑洞的质量范围，包括通过引力波探测到的合并事件（蓝色）和X射线观测（洋红色）所获得的结果。绝大多数黑洞都处于20倍太阳质量以上的范围，但在低于5倍太阳质量的区间，黑洞的数量就很少。

考虑到太阳系中的行星，以及柯伊伯带似乎从诞生之初——约45亿年前——到现在都没有受到这样的扰动，这些概率值似乎还算可信。对地球最大的威胁来自一颗路过的恒星，它穿过了奥尔特云，受到扰动的彗星——潜在的行星杀手——估计需要200万年时间才会进入内太阳系。不过，几乎可以肯定的是，在遥远的未来，银河系中天体的“引力之舞”最终将导致恒星系统中大多数行星被抛射出去。

这张潮汐破坏事件（tidal disruption event，简称TDE）的示意图显示了一个巨大天体的命运，由于太接近一个黑洞，它在一维空间中被拉伸和压缩，进而被撕碎，其物质被加速，然后被交替吞噬和喷射出来。

那么，黑洞呢？

必须强调的一点是，所有关于恒星的讨论并不只是为了好玩，而是在为我们讨论黑洞奠定必要的基础。当然，黑洞很难被探测到，因为它们不会发光，但它们背后的物理原理以及它们在星系中的运动规律和恒星是一样的。原因很简单：宇宙中，尤其是银河系中我们所在的部分，几乎每一个黑洞都是诞生于一颗原本已经存在的恒星。

当然，确实存在一些超大质量黑洞，但它们大多只存在于星系的中心，距离我们有几万光年远。另一方面，对于原始黑洞，目前还没有任何相关的观测证据。也许原始黑洞的数量更多，质量更小，但在理论上有一些严重的问题阻碍了它们的存在。

在一个黑洞与地球相撞的过程中，我们不会从黑洞本身得到任何预警信号，但它会扭曲来自背景天体的光，进而向我们揭示它的存在。

因此，宇宙中两种最常见的黑洞形成方式便是，要么有一颗足够巨大的恒星，其核心坍缩形成一个黑洞；要么由两颗中子星碰撞、合并，达到某些质量阈值，进而形成一个黑洞。

在理解了这一点之后，我们就可以估算出黑洞相对于恒星的数量。在所有曾经形成的恒星中，大约0.12%的恒星，或者说大约800颗恒星中，会有一颗质量足够大的恒星，当它结束生命周期时，将产生一个恒星质量黑洞：质量大于3倍太阳质量，但至多不超过几百倍太阳质量。有些人认为，中子星的合并——已被激光干涉引力波探测器如LIGO和Virgo探测到——可能也会产生与大质量恒星同样多的黑洞，尽管处于较低的质量范围。

这意味着，以最乐观的情况估计，现在有大约10亿个黑洞在银河系中运行，相比之下，恒星的数量约为4000亿颗。这是一个令人难以置信的黑洞数量，但即使是在天文学的时间尺度下，地球与黑洞相互作用的几率仍然是极低的。事实上，如果我们只考虑一个黑洞与地球碰撞的情况，概率是极小的：在地球历史中约为400亿分之一；相当于每年10^20分之一，与连续三次赢得乐透大奖的概率差不多。