有质量才会产生引力,光子没有质量,为何黑洞还能吸引光子呢?

宇宙时空探索 2024-02-04 09:21:26

浩瀚宇宙中有无数个天体,在众多天体里,没有哪个天体比黑洞更诡异更不可思议。黑洞,是一个现代物理定律完全无法描述的神秘天体,它的密度如此之大,以至于所有质量都集中到一个无限小的点,也就是奇点上,引力如此强大,可以吞噬一切靠近的物体,哪怕是光都无法逃脱黑洞的“魔掌”。

但这里就出现一个问题。我们都知道,有质量才会产生引力,而光是没有质量的,为什么还是会被黑洞吸引呢?

首先我们来简单了解一下黑洞。虽然现代物理学定律无法描述黑洞的具体特征,尤其是黑洞的内部世界,但我们早就知道黑洞的诞生过程。

黑洞,通常是大质量恒星死亡之后,物质急剧向内坍缩形成的,超强的引力可以把所有物质都压缩到一个体积无限小的致密小点,奇点。

由于黑洞奇点的体积无限小,意味着黑洞的密度无限大,正因为如此,黑洞才会产生超强的引力,以至于任何物体一旦越过黑洞的事件视界,结果就是有去无回,再也不可能逃离黑洞。

光速虽快,每秒可达30万公里,但这样的速度在黑洞面前也显得苍白无力。以光速飞行的物体,恰好可以在黑洞事件视界上围绕黑洞运行,不被吞噬也不能逃离黑洞。如果想要逃离黑洞,就必须超过光速,而超光速在我们的四维空间又是不被允许的。

可以这么通俗理解,黑洞的逃逸速度超过了光速,但我们的宇宙存在光速限制,因此任何物体一旦掉进黑洞,就会被彻底吞噬。

了解了黑洞的特点,我们再从牛顿经典力学来看看万有引力作用。牛顿的万有引力定律表明,引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。

同时,万有引力定律还表明,引力作用是瞬间传递的,说白了引力是超距作用。

但随着物理学的不断发展,科学家们发现并不是那回事,如果引力是超距作用,会有很多大自然现象无法解释,会产生一系列的矛盾。

时间到了20世纪初,爱因斯坦提出了伟大的相对论,让我们在更深的层次了解了引力的本质。

在广义相对论体系下,爱因斯坦把引力描述为时空弯曲,引力只是时空完全的一种几何现象,说白了引力只是表象,时空弯曲才是本质。而且,质量越大,对周围时空的弯曲程度越高。

这里需要强调一下,网络上对时空弯曲的描述的示意图,很多都有局限性,容易让大家造成误解。很多示意图会把时空弯曲描述成类似弹簧床受到重物压缩的情况,实际上并非如此,示意图的初衷只是想让大家更通俗的理解何为弯曲,其实并不严谨。在太空中并不存在“上下”概念,时空当然不可能向下弯曲。其实时空弯曲的方向是朝向物体的质心。

再来说说光子。我们通常讲的“光子没有质量”,更严谨来讲应该是“光子没有静质量”。因为光子一出生就以光速飞行,没有任何加速过程,而且永远会以光速飞行,因此光子没有静质量。

但根据爱因斯坦的质能方程,光具有能量,而能量也可以表现为质量,因此光子拥有动质量。

光子的动质量虽然很小,但架不住黑洞无限的密度,同样能吸引靠近的光子,让光子有去无回。

而从时空弯曲的层面来理解黑洞吞噬光子的过程,其实会更简单。因为黑洞能无限压缩周围的时空,相当于把时空压缩成一个无限深的“重力井”,而宇宙万物总是会沿着弯曲的时空做测地线运动。

当光子飞行到被黑洞无限压缩的“重力井”时,由于这个“重力井”无限深,虽然光子的速度很快,但怎么飞也不可能飞出去,在无限面前,再快的速度都会显得很苍白。

当然,并不是所有的天体都拥有黑洞那样强大的影响力,一般的天体对时空的影响是很有限的,我们也不可能直观感受到天体引发的时空弯曲,多数情况下只能通过精密的仪器才能观测到时空弯曲。

比如说,利用精密仪器,科学家们早就观测到了太阳附近的光线会发生弯曲,这种现象也被称为引力透镜现象,是广义相对论的有力证据之一,很好地向我们展示了时空弯曲引发的引力透镜。

总结

光子被黑洞吞噬,其实可以用时空弯曲现象通俗理解,就相当于包括光子在内的任何物体掉进了一个无限深的“深坑”里,怎么爬都爬不出来。要想爬出来,理论上只能以超光速飞行才可以,但超光速恰恰又是大自然不允许的!

4 阅读:652
评论列表
  • 2024-02-25 21:24

    悖论斯坦,一个蔑视自然,号称证明全称命题的,终身骗子。……全称命题 — 普遍规律,无法证明,可以证伪,证明无效,证伪有效。

    Ydccaep 回复: 黄恒
    不能辐射光子?绝对零度
    黄恒 回复:
    既然光子不能逃脱会坠入黑洞会把黑洞加热因为光子据有能量
  • 2024-04-10 20:54

    谁证明了黑洞能吸引光子?黑洞也在不断地向外发射电磁波,只是这些波为不可见光而已。我那块黑布是不是能说明光子也无法逃逸出这块黑布[笑着哭]

    ͜✿҉ ͜ღ҉ ℘ ೄ ζั͡ 回复:
    因为黑洞周围一圈都是黑色的啊,你黑布周围也都是黑色吗?[得瑟]
    用户84xxx46 回复:
    九漏鱼也来质疑,笑死个人。
  • 2024-03-13 06:52

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法。祸害数学,祸害物理,终身搞骗,祸害极大极深极广。

  • 2024-02-12 14:02

    光有一丁点质量,只不过太微小无法察觉

  • 2024-02-15 20:15

    黑洞的四周都有实体的天体(如:星系),那无限深的“重力井”深去了何方?上方?前方?哪一方都有天体呀!

  • 2024-02-15 06:55

    专搞创造假说的悖论斯坦!…… 创造假说10000个,也不可能认知自己后脑勺的形状,只可能是欺骗!认知自然规律只能靠观测归纳。……依靠老婆数学,依靠创假物理,解释稀奇,号称证明了不可能证明的公理。。。蔑视自然——违反相对速度自然公理,否定三维绝对空间自然公理,胡编时空关联,胡编相对时间,挑战诚信,欺师灭祖,终身搞骗!………自然绝对诚实,观测认知可能走弯路,但真理永远是绝对的,真就是真假就是假。………“相对真理”是悖论斯坦的骗术之一!………看到别人从符合经验的几何公理公设出发证明具体命题,他偏要号称证明公理公设,真是蛤蟆学水牛的蠢货!

  • 2024-05-02 21:22

    个人观点(非教科书):引力来源?普通物质间不存在万有引力,引力本质是暗物质对普通物质的拉连力。暗物质在物质内部(原子内部)和星球外部的密度分布差,就对普通物质产生了拉力差——引力。例如对地球来说,暗物质密度最高的是地心部位,地表渐次次之,空间又渐次次之,遥远外太空则基本均匀。因此越靠近地心引力越大,就是因为地心的暗物质密度非常高,离开地球表面后,暗物质密度渐次降低,对物质的拉连力减小,引力就小了。暗物质同时也是光波动能量的传递介质。暗物质在物质内部密度高,因此光速慢,地表和太空暗物质密度渐次低,光速渐次快,远离星球的太空暗物质密度最低,光速最快。星球附近暗物质密度分布是球面状的,也就是弯曲的,所以光波动能量传递也是弯曲的,表现为空间弯曲(牛顿第一定律可以写为物体总是由暗物质拉连力最大的方向运动,就是顺暗物质密度分布线的方向)。个人觉得用试验研究暗物质不难,例如一,在高海拔测量光速,与地表光速进行比较(必须采用同一个原子钟,不能使用两个原子钟)。二,在地表人为真空状态用旋转物体测试暗物质密度分布(离地表高度不同暗物质拉连力不同,参考行星绕太阳公转时暗物质产生的自转力矩相同的原理)。

  • 2024-02-15 06:54

    相对速度是自然公理,是绝对真理。为什么悖论斯坦要用光速不变假说祸害自然真理,欺师灭祖???还造谣说真理是相对的,蔑视自然和它的绝对诚实???

  • 2024-04-29 00:49

    黑洞内超大吸力的小点应该是个磁单极的东西,现理论光是波自然会被吸到无影无踪。

  • 无知加无耻!谁说光子无质量?光子质量是电子的1.5倍。但,无法用力去测量。因为光子的特殊结构,除碰撞外,不受力的作用。

  • 2024-04-17 23:25

    光子拥有极小的质量,只要能感知到的东西都有不可名状的质量。

  • 2024-04-30 08:54

    光速不变!那它为什么逃不了黑洞?光速不变!那当它被黑洞吞噬后速度是不是零?

  • 2024-04-21 07:19

    波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波到处都有,水由粒子构成,不是波粒二象性。沙粒在特殊条件下形成沙丘波,所以沙粒有波粒二象性???波是一种物质???以干涉衍射现象否定光是粒子不是笑话是什么???………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),不必要的,无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,当然是光子。用了电磁波来解释而已。

  • 2024-04-21 07:19

    观测归纳是经典物理,不确定/概率/不知道/假说/的东西也成了物理???用数学与创造假说当物理研究未知的大笑话。撒网捕鱼只能是概率,鱼摊买鱼是计算(物理公理已知)。观测树上苹果数量是确定的,猜测树上苹果数量当然不确定。不确定是观测属性,不是运动属性。哪里会有荒唐的测不准原理???创造假说宏观微观不同?相对速度哪有谁高谁低?笑死人。鬼扯的光速不变,具有无穷的运动精度!胡编的测不准原理,居然与光速不变是同伙!!!精度高低不可能是真理,也不能否定真理。自然的有无才是真。

  • 2024-03-09 08:26

    大错特错!一个单个物体,也包括天体根本就不可能产生“引力”(我们所认为的)。

宇宙时空探索

简介:用通俗的语言诠释科学