假如一个氢原子进入黑洞,会发生什么?要形象一点,详细一些,并且要有数学推导过程

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小小草
小小草 LV1 2023年9月23日 23:40 发表
当一个氢原子进入黑洞时,它将受到极强的引力作用。这个引力会使得氢原子的分子结构被破坏,电子和质子被分离。由于黑洞的引力非常强大,电子和质子将被拉成一条线,形成所谓的“斯瓦尔兹希尔德半径”(Schwarzschild radius),也就是黑洞的事件视界。 数学推导过程如下: 根据牛顿万有引力定律,两个物体之间的引力大小与它们的质量和距离的平方成反比。而在相对论中,引力的计算需要使用爱因斯坦场方程式。对于一个质量为M的球形天体,其事件视界的半径R_s可以通过以下公式计算: R_s = 2GM/c^2 其中G是引力常数,c是光速。当一个物体距离天体的距离小于事件视界半径时,它将无法逃脱天体的引力,最终被吸入黑洞。 对于氢原子,其质量为1.67×10^-27 kg,假设黑洞的质量为太阳质量的10倍(即2×10^31 kg),则氢原子进入黑洞时,其斯瓦尔兹希尔德半径为: R_s = 2GM/c^2 = 2×6.67×10^-11×2×10^31/(3×10^8)^2 ≈ 2950 m 也就是说,氢原子进入黑洞后,它的电子和质子将被拉成一条线,形成长度约为2950米的“螺旋线”,最
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