什么黑洞撞击地球？这种事情发生的可能性很小，但后果是毁灭性的。
那么，如果一个黑洞真的撞击地球会发生什么呢？我们应该如何避免这种情况？
在宇宙的某个地方，一场潜在的世界末日灾难可能正在等着我们。
尽管夜空中的恒星看起来是固定的，就像我们的太阳一样，但它们也受引力的控制，使我们保持在银河系中心的轨道上。
每一个恒星系统都相对太阳运动，并且周期性地——大约每百万年几次——一个天体危险地接近太阳系。
当这种情况发生时，位于太阳系边缘的奥尔特云中的一些天体可能会受到干扰，从而产生巨大的彗星波。
7万年前，一个名为舒尔茨（NicholasTse）的联合恒星系统穿过太阳系的奥尔特云（Oortcloud），其核心即将被氢聚变点燃。
然而，与照片不同的是，它当时无法被人类的眼睛看到。
如今，舒尔茨距离地球约20光年。据我们所知，没有哪个黑洞比它离地球更近。
这是最有可能发生的情况，但更糟糕的结果可能随之而来。
恒星可能会穿过太阳系，影响主要行星的轨道。
其他天体，如黑洞、中子星、白矮星和游荡的行星，也可能撞击周围的物体，比如打宇宙台球。
在最坏的情况下，我们甚至可以想象一个黑洞撞击地球。
在任何时候，这种事情发生的概率都可能非常小，但在天文学的时间尺度上，宇宙有无数的机会制造这样的灾难。
这是银河系及其周围天空中恒星密度的示意图。你可以清楚地看到银河系和麦哲伦星云。
如果你更仔细地观察，你还可以看到球状星团布谷鸟47（NGC104）位于小麦哲伦云的左侧，五仙球状星团（NGC6205）位于银河核心左侧略上方，NGC7078略下方。
总的来说，银河系的盘中包含大约2000亿到4000亿颗恒星。
地球被黑洞击中的几率有多大？
让我们从乐观的角度开始：尽管宇宙中存在大量黑洞，包括银河系中心的超大质量黑洞，但黑洞撞击地球的概率非常小。
据估计，银河系中大约有4000亿颗恒星。虽然单个恒星本身的体积很大，但恒星之间的距离更大，甚至与恒星系统的大小相比也是如此。
像太阳这样的恒星直径约为140万公里，而地球围绕太阳旋转约1.5亿公里（这个距离被定义为天文单位，或Au），大约是太阳直径的100倍。
柯伊伯带位于海王星轨道外，距离太阳约40到50个天文单位；至于奥尔特云，它比柯伊伯带更遥远，距离太阳的最大距离为10万天文单位（约2光年）。
这张照片显示了银河系中的恒星在距离太阳一定距离内经过的可能性。这是一个双对数坐标图。y轴是距离，x轴是事件发生所需的时间。
相比之下，我们距离最近的恒星略高于4.2光年。
光年是用来描述恒星之间距离的常用单位。
利用欧洲航天局的盖亚太空望远镜，天文学家对银河系中恒星的数量及其在银河系中的分布有了相当详细的了解。由此，我们也知道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速度通常为20公里/秒，约为我们绕银河系中心速度的10%；
（2）在我们距离银河系中心的距离上，几乎所有的恒星都在椭圆轨道上运行，这些椭圆轨道非常接近圆形；
（3）此外，几乎所有的恒星都在远离我们的星系盘中运动；在中央凸起或更大的球形银晕中几乎没有恒星；
（4）这些恒星中大约有一半属于多恒星系统，另一半类似于我们的太阳系：只有一颗孤星。
大质量恒星全生命周期示意图
通过数学计算，我们可以得到恒星在一定距离内到达太阳的平均时间。
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。每隔数十万年，太阳系附近就会有一颗恒星影响奥尔特云。
最近一颗这样的恒星是尼古拉斯·舒尔茨，它在大约7万年前穿过太阳系并穿过奥尔特云。
然而，没有一颗恒星可能离太阳系中的其他大型天体足够近，从而使其脱离轨道。
在地球存在的整个历史中，我们与另一颗恒星的最近距离预计约为500个天文单位，即太阳与冥王星距离的10倍。
整个太阳系的历史
（1）一个足以惊扰柯伊伯带的明星的概率约为1%；
（2）恒星足以干扰木星或土星的概率约为0.01%；
（3）恒星离地球足够近并能与地球产生引力干扰的概率约为0.0001%，即百万分之一；
（4）恒星与地球相撞的概率只有0.000001%，即1亿分之一。
黑洞的质量范围包括引力波（蓝色）和X射线观测（品红）探测到的组合事件的结果。大多数黑洞的质量都在太阳的20倍以上，但在太阳质量不到5倍的范围内，黑洞的数量非常少。
考虑到太阳系中的行星以及柯伊伯带自出生以来——大约45亿年前——似乎一直没有受到干扰，这些概率似乎是可信的。
对地球最大的威胁来自一颗经过奥尔特云的恒星。这颗受到干扰的彗星——一颗潜在的行星杀手——估计需要200万年才能进入太阳系内部。
然而，几乎可以肯定的是，在遥远的未来，银河系中天体的“引力舞蹈”最终将导致恒星系统中大多数行星的弹射。
这张张潮汐毁灭事件（TDE）的示意图显示了一个巨大天体的命运。因为它离黑洞太近，所以它在一维空间中被拉伸和压缩，然后被撕裂。它的物质被加速，然后交替吞咽和喷射。
黑洞呢？
必须强调的是，所有关于恒星的讨论不只是为了好玩，而是为我们讨论黑洞奠定了必要的基础。
当然，黑洞很难被探测到，因为它们不发光，但它们背后的物理原理及其在星系中的运动与恒星是一样的。
原因很简单：几乎宇宙中的每个黑洞，尤其是银河系中我们这一部分的黑洞，都是由一颗现存的恒星产生的。
当然，也有一些超大质量黑洞，但它们大多只存在于数万光年之外的星系中心。
另一方面，没有关于原始黑洞的相关观测证据。
可能有更多的原始黑洞和更少的质量，但在理论上有一些严重的问题阻碍了它们的存在。
在黑洞与地球碰撞的过程中，我们不会从黑洞本身得到任何警告信号，但它会扭曲背景天体发出的光，并向我们揭示它的存在。
因此，宇宙中形成黑洞的两种最常见的方式是，要么有一颗足够大的恒星，其核心坍塌形成黑洞；或者两颗中子星碰撞合并达到一定的质量阈值，然后形成一个黑洞。
了解了这一点之后，我们就可以估算出黑洞相对于恒星的数量。
在所有已经形成的恒星中，大约0.12%的恒星，或大约800颗恒星，将有一颗质量足够大的恒星。当它的生命周期结束时，它将产生一个恒星质量的黑洞：质量大于太阳质量的3倍，但最多不超过太阳质量的数百倍。
一些人认为，中子星的合并——由LIGO和Virgo等激光干涉引力波探测器探测到——也可能产生与大质量恒星一样多的黑洞，尽管质量范围较低。
也就是说，最乐观的估计是，目前银河系中约有10亿个黑洞，而恒星约为4000亿。
黑洞的数量令人难以置信，但即使在天文时间尺度上，地球与黑洞相互作用的概率仍然很低。
事实上，如果我们只考虑黑洞和地球之间的碰撞，那么概率很小：地球历史上大约有400亿分之一；这相当于每年10^20分之一，与连续三次中奖的概率相似。
当微透镜事件发生时，当中间质量通过或接近恒星的视线时，背景恒星发出的光将被扭曲和放大。重力使光线和眼睛之间的空间弯曲，产生一种特殊的信号，显示行星、黑洞或其他大质量物体的质量和速度。
碰撞并不是唯一的威胁
当然，黑洞不需要与地球碰撞就能构成威胁。
如果黑洞离地球足够近，它可以：
（1）通过重力作用破坏地球轨道；
（2）将地球完全从太阳系中驱逐出去；
（3）它甚至会像拉意大利面一样，通过潮汐力将地球完全粉碎。
这些都是需要注意的情况，但幸运的是，黑洞必须足够近才能引起这些问题。
换句话说，黑洞必须离地球足够近，才能产生与太阳相当的引力。
记住，重力随着距离的平方而减小。
即使一个黑洞的质量是太阳的100倍——银河系中超过99%的黑洞——它也需要距离地球10个天文单位以内，才能在引力方面与太阳相当。
这种情况的风险相对较高，因为在太阳系历史上，这种情况的概率约为4亿分之一，是直接受到黑洞影响的100倍。
其他两个病例——被扔出或“意大利面”——的概率介于这两个估计值之间。
我们能知道危险就要来了吗？
你可能会认为，如果一颗恒星即将进入太阳系，并给我们带来一个重大的宇宙“转变”，至少我们会提前发现它的到来。
但是有没有办法得到黑洞即将来临的警告呢？
答案是肯定的。
黑洞可能不发光，但它们的引力无疑与任何质量相同的物体一样强。
此外，由于黑洞不像恒星那样占据巨大的体积，而是坍缩成一个非常小的空间区域，并隐藏在微小的事件视界后面，因此黑洞会强烈扭曲它后面的物体发出的光相对于我们的视角。
这意味着有三种方法可以探测离地球足够近的黑洞：
（1）黑洞可能会引起强烈的引力透镜效应，在这种效应中，靠近同一视线的背景物体发出的光会以更容易识别的方式弯曲、拉伸和扭曲；
（2）黑洞可能会导致弱引力透镜效应，在这种情况下，遥远背景物体的表面形状将以一种不会自然发生的方式扭曲；
（3）黑洞可能会导致微引力透镜效应，也就是说，经过的黑洞不会阻挡背景恒星，但会放大它们的光，并导致短暂但剧烈的亮度；可以说，即使是看不见的物体，这也是一个非常明显的特征。
我们有什么办法可以帮助自己吗？
在很大程度上，宇宙本身的奇迹是非常罕见的。
地球上生命的诞生和繁荣几乎可以被视为宇宙中的“头奖”。
那么，如果我们发现一个黑洞正朝着地球飞去，我们该怎么办呢？
虽然概率很低，但在天文学中是可能的。考虑到银河系中有4000亿颗恒星，这意味着在地球存在的历史上，黑洞进入太阳系的概率为4亿分之一。
不幸的是，对于这种可能性，唯一的选择是放弃并离开地球。
我们不能只移动地球，但我们必须移动整个太阳系以避免黑洞，而唯一能让太阳系像这样移动的东西只能与另一个巨大物体的引力相互作用。
换句话说，唯一能让我们免受黑洞攻击的是我们一直试图避免的情况：引力效应严重扰乱了太阳系行星的轨道。
如果黑洞真的想撞击地球，我们唯一明智的办法就是要么放弃地球，要么让我们自己和拥有数十亿年生命历史的行星一起被黑洞吞噬。
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