我們都聽說過黑洞這種神秘的天體,,每個黑洞都有一個事件視界,任何事物一旦越過事件視界,,就會有去無回,,無情地被吞噬,哪怕光也不例外,。 但有一個問題,。 黑洞吞噬物體其實也有引力的作用,黑洞超強的引力不放過任何物質(zhì),。但有質(zhì)量才能產(chǎn)生引力,,而光線是沒有質(zhì)量的,為何還會被黑洞吞噬呢,? 如果單純地用牛頓的萬有引力定律,,我們并不能很好地解釋這種問題,而愛因斯坦提出了著名的狹義相對論和廣義相對論,,可以很好地解釋光為何會被黑洞吞噬,。 首先從狹義相對論來看,質(zhì)能方程E=mc^2告訴我們,,質(zhì)量和能量其實是等價的,,是一個事物的兩面性,而且兩者可以相互轉(zhuǎn)換,。這個公式反過來也可以這樣表達m=E/c^2,。 這說明光其實也是有質(zhì)量的,,只不過它沒有靜質(zhì)量,有動質(zhì)量,。也就是說,,光只能以光速飛行,而且一出生就必須以光速飛行,,沒有任何加速過程(至于為什么會這樣,,之后會分析)。 如果狹義相對論的這種解釋還不夠簡單明了,,那么用廣義相對論就簡單多了,。 牛頓的經(jīng)典力學認為,時空是絕對的,,靜止的,,引力的傳遞也是瞬時的,不需要時間,。牛頓雖然提出了萬有引力定律,,但他并沒有解釋萬物之間為何有引力,引力到底是如何產(chǎn)生的,? 這個問題留給了愛因斯坦,,他用廣義相對論很好地詮釋了引力的本質(zhì)。 廣義相對論告訴我們,,引力其實是不存在的,,引力只是時空彎曲的表象,也就是說,,引力的本質(zhì)其實是時空彎曲。 比如說,,地球圍繞太陽運動,,是因為太陽巨大的質(zhì)量壓縮了周圍的時空,從而使得地球沿著使用的測地線運動,。 當然,,使用彎曲并不僅僅是一個方向,并不是向下,,在太空中也沒有所謂的“上下”概念,,使用彎曲的方向是朝著物體的質(zhì)心。平時我們用“彈簧床”的概念描述時空彎曲其實并不嚴謹,,只是一種通俗的描述方式,,更嚴謹?shù)膹澢问饺缦拢?/span> GIF 還可以換一種方式理解為何光會被黑洞吞噬。 因為任何天體都有一個逃逸速度,,而黑洞的逃逸速度必須是超光速,,所以光速飛行也逃脫不了黑洞的“魔掌”,。 每個天體都有自己的史瓦西半徑。何為史瓦西半徑,?一個天體的逃逸速度為光速時的半徑,。比如說地球的史瓦西半徑大約只有9毫米,太陽的史瓦西半徑大約3千米,。也就是說如果把地球壓縮到直徑9毫米的大小,,就成為了一個黑洞。 而黑洞的 |
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