有質量才會産生引力,光子沒有質量,爲何黑洞還能吸引光子呢?

宇宙時空探索 2024-02-04 09:21:26

浩瀚宇宙中有無數個天體,在衆多天體裏,沒有哪個天體比黑洞更詭異更不可思議。黑洞,是一個現代物理定律完全無法描述的神秘天體,它的密度如此之大,以至于所有質量都集中到一個無限小的點,也就是奇點上,引力如此強大,可以吞噬一切靠近的物體,哪怕是光都無法逃脫黑洞的“魔掌”。

但這裏就出現一個問題。我們都知道,有質量才會産生引力,而光是沒有質量的,爲什麽還是會被黑洞吸引呢?

首先我們來簡單了解一下黑洞。雖然現代物理學定律無法描述黑洞的具體特征,尤其是黑洞的內部世界,但我們早就知道黑洞的誕生過程。

黑洞,通常是大質量恒星死亡之後,物質急劇向內坍縮形成的,超強的引力可以把所有物質都壓縮到一個體積無限小的致密小點,奇點。

由于黑洞奇點的體積無限小,意味著黑洞的密度無限大,正因爲如此,黑洞才會産生超強的引力,以至于任何物體一旦越過黑洞的事件視界,結果就是有去無回,再也不可能逃離黑洞。

光速雖快,每秒可達30萬公裏,但這樣的速度在黑洞面前也顯得蒼白無力。以光速飛行的物體,恰好可以在黑洞事件視界上圍繞黑洞運行,不被吞噬也不能逃離黑洞。如果想要逃離黑洞,就必須超過光速,而超光速在我們的四維空間又是不被允許的。

可以這麽通俗理解,黑洞的逃逸速度超過了光速,但我們的宇宙存在光速限制,因此任何物體一旦掉進黑洞,就會被徹底吞噬。

了解了黑洞的特點,我們再從牛頓經典力學來看看萬有引力作用。牛頓的萬有引力定律表明,引力的大小與質量成正比,與距離的平方成反比。

同時,萬有引力定律還表明,引力作用是瞬間傳遞的,說白了引力是超距作用。

但隨著物理學的不斷發展,科學家們發現並不是那回事,如果引力是超距作用,會有很多大自然現象無法解釋,會産生一系列的矛盾。

時間到了20世紀初,愛因斯坦提出了偉大的相對論,讓我們在更深的層次了解了引力的本質。

在廣義相對論體系下,愛因斯坦把引力描述爲時空彎曲,引力只是時空完全的一種幾何現象,說白了引力只是表象,時空彎曲才是本質。而且,質量越大,對周圍時空的彎曲程度越高。

這裏需要強調一下,網絡上對時空彎曲的描述的示意圖,很多都有局限性,容易讓大家造成誤解。很多示意圖會把時空彎曲描述成類似彈簧床受到重物壓縮的情況,實際上並非如此,示意圖的初衷只是想讓大家更通俗的理解何爲彎曲,其實並不嚴謹。在太空中並不存在“上下”概念,時空當然不可能向下彎曲。其實時空彎曲的方向是朝向物體的質心。

再來說說光子。我們通常講的“光子沒有質量”,更嚴謹來講應該是“光子沒有靜質量”。因爲光子一出生就以光速飛行,沒有任何加速過程,而且永遠會以光速飛行,因此光子沒有靜質量。

但根據愛因斯坦的質能方程,光具有能量,而能量也可以表現爲質量,因此光子擁有動質量。

光子的動質量雖然很小,但架不住黑洞無限的密度,同樣能吸引靠近的光子,讓光子有去無回。

而從時空彎曲的層面來理解黑洞吞噬光子的過程,其實會更簡單。因爲黑洞能無限壓縮周圍的時空,相當于把時空壓縮成一個無限深的“重力井”,而宇宙萬物總是會沿著彎曲的時空做測地線運動。

當光子飛行到被黑洞無限壓縮的“重力井”時,由于這個“重力井”無限深,雖然光子的速度很快,但怎麽飛也不可能飛出去,在無限面前,再快的速度都會顯得很蒼白。

當然,並不是所有的天體都擁有黑洞那樣強大的影響力,一般的天體對時空的影響是很有限的,我們也不可能直觀感受到天體引發的時空彎曲,多數情況下只能通過精密的儀器才能觀測到時空彎曲。

比如說,利用精密儀器,科學家們早就觀測到了太陽附近的光線會發生彎曲,這種現象也被稱爲引力透鏡現象,是廣義相對論的有力證據之一,很好地向我們展示了時空彎曲引發的引力透鏡。

總結

光子被黑洞吞噬,其實可以用時空彎曲現象通俗理解,就相當于包括光子在內的任何物體掉進了一個無限深的“深坑”裏,怎麽爬都爬不出來。要想爬出來,理論上只能以超光速飛行才可以,但超光速恰恰又是大自然不允許的!

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评论列表
  • 2024-02-25 21:24

    悖論斯坦,一個蔑視自然,號稱證明全稱命題的,終身騙子。……全稱命題 — 普遍規律,無法證明,可以證僞,證明無效,證僞有效。

    Ydccaep 回覆: 黃恒
    不能輻射光子?絕對零度
    黃恒 回覆:
    既然光子不能逃脫會墜入黑洞會把黑洞加熱因爲光子據有能量
  • 2024-04-10 20:54

    誰證明了黑洞能吸引光子?黑洞也在不斷地向外發射電磁波,只是這些波爲不可見光而已。我那塊黑布是不是能說明光子也無法逃逸出這塊黑布[笑著哭]

    ͜✿҉ ͜ღ҉ ℘ ೄ ζั͡ 回覆:
    因爲黑洞周圍一圈都是黑色的啊,你黑布周圍也都是黑色嗎?[得瑟]
    用戶84xxx46 回覆:
    九漏魚也來質疑,笑死個人。
  • 2024-03-13 06:52

    悖論斯坦,背叛數學由公理演繹證明特稱命題的傳統,號稱證明全稱公設公理。以光速不變假說禍害相對速度公理,禍害絕對時空,禍害能量質量引力等物理基本概念和認知方法。禍害數學,禍害物理,終身搞騙,禍害極大極深極廣。

  • 2024-02-12 14:02

    光有一丁點質量,只不過太微小無法察覺

  • 2024-02-15 20:15

    黑洞的四周都有實體的天體(如:星系),那無限深的“重力井”深去了何方?上方?前方?哪一方都有天體呀!

  • 2024-02-15 06:55

    專搞創造假說的悖論斯坦!…… 創造假說10000個,也不可能認知自己後腦勺的形狀,只可能是欺騙!認知自然規律只能靠觀測歸納。……依靠老婆數學,依靠創假物理,解釋稀奇,號稱證明了不可能證明的公理。。。蔑視自然——違反相對速度自然公理,否定三維絕對空間自然公理,胡編時空關聯,胡編相對時間,挑戰誠信,欺師滅祖,終身搞騙!………自然絕對誠實,觀測認知可能走彎路,但真理永遠是絕對的,真就是真假就是假。………“相對真理”是悖論斯坦的騙術之一!………看到別人從符合經驗的幾何公理公設出發證明具體命題,他偏要號稱證明公理公設,真是蛤蟆學水牛的蠢貨!

  • 2024-05-02 21:22

    個人觀點(非教科書):引力來源?普通物質間不存在萬有引力,引力本質是暗物質對普通物質的拉連力。暗物質在物質內部(原子內部)和星球外部的密度分布差,就對普通物質産生了拉力差——引力。例如對地球來說,暗物質密度最高的是地心部位,地表漸次次之,空間又漸次次之,遙遠外太空則基本均勻。因此越靠近地心引力越大,就是因爲地心的暗物質密度非常高,離開地球表面後,暗物質密度漸次降低,對物質的拉連力減小,引力就小了。暗物質同時也是光波動能量的傳遞介質。暗物質在物質內部密度高,因此光速慢,地表和太空暗物質密度漸次低,光速漸次快,遠離星球的太空暗物質密度最低,光速最快。星球附近暗物質密度分布是球面狀的,也就是彎曲的,所以光波動能量傳遞也是彎曲的,表現爲空間彎曲(牛頓第一定律可以寫爲物體總是由暗物質拉連力最大的方向運動,就是順暗物質密度分布線的方向)。個人覺得用試驗研究暗物質不難,例如一,在高海拔測量光速,與地表光速進行比較(必須采用同一個原子鍾,不能使用兩個原子鍾)。二,在地表人爲真空狀態用旋轉物體測試暗物質密度分布(離地表高度不同暗物質拉連力不同,參考行星繞太陽公轉時暗物質産生的自轉力矩相同的原理)。

  • 2024-02-15 06:54

    相對速度是自然公理,是絕對真理。爲什麽悖論斯坦要用光速不變假說禍害自然真理,欺師滅祖???還造謠說真理是相對的,蔑視自然和它的絕對誠實???

  • 2024-04-29 00:49

    黑洞內超大吸力的小點應該是個磁單極的東西,現理論光是波自然會被吸到無影無蹤。

  • 無知加無恥!誰說光子無質量?光子質量是電子的1.5倍。但,無法用力去測量。因爲光子的特殊結構,除碰撞外,不受力的作用。

  • 2024-04-17 23:25

    光子擁有極小的質量,只要能感知到的東西都有不可名狀的質量。

  • 2024-04-30 08:54

    光速不變!那它爲什麽逃不了黑洞?光速不變!那當它被黑洞吞噬後速度是不是零?

  • 2024-04-21 07:19

    波只是一種粒子宏觀時空分布不均勻,水波到處都有,水由粒子構成,不是波粒二象性。沙粒在特殊條件下形成沙丘波,所以沙粒有波粒二象性???波是一種物質???以幹涉衍射現象否定光是粒子不是笑話是什麽???………場::只能由源完全確定,不可觀測(源力不是場力,源能量不是場能量),不必要的,無質量無運動的多余虛幻想象。……地球場給你引力,你給地球場引力,然後地球場給地球引力。這是笑話!!!~~~場與波都是捕風捉影之法,意義很小,破壞巨大。……偉大的赫茲證明電磁波的實驗,激勵源都是電火花,當然是光子。用了電磁波來解釋而已。

  • 2024-04-21 07:19

    觀測歸納是經典物理,不確定/概率/不知道/假說/的東西也成了物理???用數學與創造假說當物理研究未知的大笑話。撒網捕魚只能是概率,魚攤買魚是計算(物理公理已知)。觀測樹上蘋果數量是確定的,猜測樹上蘋果數量當然不確定。不確定是觀測屬性,不是運動屬性。哪裏會有荒唐的測不准原理???創造假說宏觀微觀不同?相對速度哪有誰高誰低?笑死人。鬼扯的光速不變,具有無窮的運動精度!胡編的測不准原理,居然與光速不變是同夥!!!精度高低不可能是真理,也不能否定真理。自然的有無才是真。

  • 2024-03-09 08:26

    大錯特錯!一個單個物體,也包括天體根本就不可能産生“引力”(我們所認爲的)。

宇宙時空探索

簡介:用通俗的語言诠釋科學