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大麦哲伦云面前的黑洞的模拟视图。请注意引力透镜效应，顶部的银河系星盘扭曲成了弧形。
Credit: Wikipedia Alan r
假如太阳变成黑洞，地球会被吸进去么？
一提到黑洞，我们的直观印象就是——一种密度趋近于无限，光都无法射出的怪兽级天体。如果离我们近在咫尺的太阳，塌缩成黑洞，是不是会把地球整个吞噬呢？
这个问题其实很简单：太阳塌缩成黑洞的过程，改变的是自身密度，也就是体积小了，质量没变。而根据下图万有引力的标量方程式：
变成黑洞的太阳，质量没变、距离没变，万有引力常数更不会变，则太阳与地球间的引力也不会变。当太阳变成黑洞，地球依然以现在的速度，在现在的轨道上静悄悄的旋转。
或者换一个酷炫的说法，黑洞视界半径公式：
太阳质量M = 2*10^30 kg
光速c = 3*10^8 m/s
代入后得到R≈2.96km
也就是说，太阳质心3公里内的天体才会被“吸”进去，而地球远在1.5亿公里之外。
然而这只是假设。根据奥本海姆极限推论，质量大于3倍太阳质量的恒星才会在烧尽燃料后塌缩成黑洞，像太阳这样的小个子只会变为白矮星。
那么问题来了：
当太阳死去，地球上会发生什么？
2016年4月13日的太阳。虽然他已经持续燃烧了45亿年，可它才刚刚人到中年。
Credit: NASA/SDO
与其他众多恒星一样，太阳也经历着诞生、成长和死亡。我们的地球一直在她的轨道里悄悄的伴随着太阳。但是等到太阳死亡之时，地球并不是悄悄的进入无尽的黑暗。
太阳将在死亡的阵痛中膨胀成红巨星，地球则会被这热量直接蒸发掉。
也许这是你我都不愿意看到的，但也没有必要开始购买星星死亡保险，毕竟这将是70亿至80亿年之后的事情。 人类从诞生起所经历的时间，也不过是它的四万分之一而已; 如果地球的年龄被压缩到24小时，人类最多只能占用最后一秒。想想恒星的寿命，我们的生命真是微不足道。
那么当太阳死亡时会发生什么？想知道答案，就先要明白太阳是如何发出光和热的。恒星系统的生命诞生于气体的大聚集，主要是氢气与少量的氦气和其他元素。气体也有质量，所以如果你把它放在一个地方，就会在自己的重量下塌缩。从而对原恒星的内部产生压力、加热气体，直到温度升高到电子从原子上剥离，气体电离形成等离子体。电离态的氢发生聚变形成氦，释放出巨大的光和热，并产生外部压力，阻止气体进一步塌陷。 于是一颗新星诞生了。
这样的核聚变会持续数十亿年。直到最终，太阳核心中几乎所有的氢都消耗殆尽。到那时，太阳将无法产生足够多的能量来抵抗自身的引力，开始塌缩。而这时的引力又不足以触发氦聚变反应。好在日核外围的氢气层还会聚变产生一点能量，让太阳保持闪耀。
因为惰性的氦核本身没有能源，便因为重力而收缩并被加热，在上面的氢也会跟着一起收缩，因此融合的速度会增加，产生更多的能量，导致恒星变得更为明亮（比原来亮1,000～10,000倍）并且使体积膨胀。由于体积膨胀的程度超过发光能力的增加，因此表面的有效温度下降，颜色由白转红，变成红巨星。
艺术合成图：一个正在扩张的红巨星正要吞下一颗近处的气体行星。在太阳系中，当太阳变成一个膨胀的红巨星时，它将吞噬水星和金星甚至地球。
Credit: James Gitlin/STScI AVL
天文学家克劳斯·彼得·施罗德（Klaus-PeterSchröder）和罗伯特·康农·史密斯（Robert Connon Smith）2008年的一项研究估计，太阳半径将达到约1.08亿英里（约1.7亿公里），足以吞没水星，金星和地球。 变成红色巨人的整个过程大约需要500万年，与太阳的寿命相比，这仅仅是昙花一现。
当然事情也有乐观的一面，太阳的亮度每十亿年增长10％左右。太阳系现在的宜居带——即行星表面可以存在液态水——约在地球轨道半径（也称为天文单位，即AU）的0.95至1.37倍处。随着太阳亮度的增加，该区域将继续向外移动。当太阳要变成红巨星的时候，火星已经在这个区域内相当一段时间了。此时，地球在太阳的持续烘烤下，海洋彻底蒸发并分解成氢和氧。
当水被分解时，氢将逸出到空间，氧气将与表面的岩石发生反应。氮气和二氧化碳可能会成为大气的主要组成部分——就像今天的金星一样。当然地球的大气层是否会变得如此之厚，还取决于多少火山活动仍在进行，以及板块构造放缓的程度。我们当然希望，到那时候后代们已经选择去火星了——甚至是远离太阳系。
但是火星的好日子也不会持续太久。一旦太阳变成红巨星，太阳系宜居带将会移动到49到70个天文单位之间。海王星目前的轨道可能会变得太热，可能只有柯柏带上的冥王星和其他矮行星，甚至彗星和冰封的小行星才是人类得以安家之处。
施罗德和史密斯还指出，像太阳这样的恒星，会主要以太阳风的形式失去一部分质量。太阳周围的行星轨道会慢慢扩大。当然，这个速度太慢，不足以让地球存活下来。但也许海王星会正好进入宜居带，承载我们的后人。
这颗恒星的死亡形成了NGC6565——一个美丽的行星状星云
Credit: ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Matej Novak
最终太阳外核的氢将被耗尽，太阳再次开始塌缩，触发新一轮聚变反应。在之后的约二十亿年中，太阳将把氦融合成碳和氧（产生的能量较小），并在核心堆积起来。一旦最后的氦变成较重的元素，不再有能量产生，也不再由核聚变的热来抵抗引力塌缩。在散发出外面数层的气体成为行星状星云之后，留下来的核心部分残骸，最终将成为白矮星。
由于白矮星热源来自压缩而非聚变，最初它们相当热——表面温度可以达到华氏50,000度（接近28,000摄氏度）——足以照亮星云中缓慢膨胀的气体。数十亿年后，外星的天文学家将可能会在太阳曾经闪耀的区域，看到漂亮的环状星云。
本文主体源自LIVE Science（作者Jesse Emspak），并参考了Wikipedia关于黑洞/超新星的条目
编译：赵琨 | 校对：毛明远
编排：赵琨 | 配乐：解仁江
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