光为什么无法逃脱黑洞的引力?

质能等价

良多人说光是没有质量的,但事实上这并不十分精确。事实上应该说光是没有静止质量,而是具有动质量的。

关于这个问题,爱因斯坦在狭义相对论中的质能等价部门有提到,他认为质量和能量其实是一回事,是一个工具的两个方面。并且,我们可以用质能方程E=mc^2,来进行换算器。

我们可以举个例子来理解一下,我们可以把你的所有现金当当作是一个整体,那质量和能量就是美金和人平易近币的关系,你有几多钱,其实和你手里的美金仍是人平易近币自己没有关系,即使你全数换当作了人平易近币,你这小我平易近币其实还对应着必然量的美金,我们经由过程把这种转换关系叫做汇率,其实也就是质能方程中的c^2。而光良多人喜好叫它纯能量,但它真的没有质量么?按照适才的例子,你也不难发现,光也应该质量,这个质量就是能量出于c^2。

牛顿的万有引力心猿意马律

既然光是有质量的,那么就是可以用牛顿的万有引力心猿意马律。

牛顿告诉我们,万物都有引力,这是一种吸引力,地球之所以绕着太阳转,就是因为它们之间存在引力,而且牛顿还给出了具体的万有引力公式,

按照万有引力公式,我们知道引力和质量当作正比,和两个物体之间的距离平方当作反比。牛顿的这套理论其实描述宏不雅低速的物理学现象极其的精准,不仅如斯,这套理论颠末很多数学家的神级之后还能展望很多天文现象,好比:哈雷彗星的周期,海王星的位置。

而牛顿在思虑这个理论的时辰,曾经有个闻名的思惟尝试叫做:牛顿大炮。

他就想,若是有个炮弹提高到必然的位置,然后松手,那这个炮弹就是失落在地上。

若是,有大炮把炮弹打出去,可能会是一个抛物线。

若是我们假设这个炮弹是一个抱负的大炮,这时辰我们让大炮打出去的炮弹快到必然水平,那这个时辰炮弹可能就能绕着地球转圈。

若是,我们再让炮弹的速度再快一点,那可能就会是下面这样。

然后再快一点,可能就是下面这样:

我们把贴着地面飞的绕圈的速度叫做第一宇宙速度,对于地球来说,这个速度就是7.9km/s,把解脱地球的速度叫做第二宇宙速度,这个速度是11.2km/s。

而黑洞是什么呢?对于黑洞来说,它的第二宇宙速度出格出格大,要大于光速。因为光是有质量的,是以它介入到万有引力的感化中,也就会被黑洞给吸进去了。

爱因斯坦广义相对论

不外,关于“引力”,今朝的本家儿流的理论其实是爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦的理论和牛顿理论最大的分歧在于:时空不雅的分歧。牛顿认为活动和引力场是和时候、空间没有任何干系的。而爱因斯坦则认为,这是有关系的。爱因斯坦在狭义相对论中就同一了时候和空间,认为它们并不是彼此自力的,而应该被并称为时空。而光速就是时空的特别属性,光速描述了两个时候之间的时空距离。

而进一步,爱因斯坦认为,引力的素质其实是时空的弯曲。

具体来说,我们拿太阳和地球来举例子,太阳的质量压弯了四周的时空,而地球绕着时空的“直线”(一般被称为测地线)在活动,我们从二维的角度来看一下。

当然,理论是可以胡说的,但到底能不克不及当作为本家儿流的科学理论仍是要看是不是精确。爱因斯坦的理论可以或许当作为本家儿流的理论就在于这个理论真的超等精确,历经了一次又一次的考验,完胜了牛顿的理论。但这也就算了,它还终局了牛顿理论一向没解决得了的进动问题。

同时,科学家操纵广义相对论还展望了黑洞和引力波的存在,而这两者我们此刻也都证实了确实是存在。

这才使得广义相对论被整个本家儿流的科学界所认同。而在广义相对论中,光之所以逃走不了黑洞,说白了就是黑洞使得时空发生了的猛烈的扭曲。光到了黑洞四周的时空时,沿着测地线在活动的宿命只能是失落落到黑洞傍边。


  • 发表于 2019-10-16 09:18
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