光沒有質量,所以引力幾乎為零,黑洞把光吸住了,怎麼解釋?有質量才有引力,不矛盾嗎?

阿強39946357


這個問題可以用兩個理論來解釋。

一個是光子沒有靜止質量看,但有動質量。

光子是電磁輻射的載體,是電磁相互作用的媒介子,其靜止質量為零,但光子一出生就是以光速運動的,其具有能量、動量、質量。

二是根據愛因斯坦相對論,引力的本質是質量對周邊時空的擾動,是對時空的扭曲。凡有質量得物體都會有這種擾動,但小質量物體擾動不明顯,難以察覺,大質量天體的擾動就比較明顯了。

大質量天體對時空的扭曲表現為對周邊時空造成漩渦或者陷阱,任何小質量物體經過大質量物體引力場時都會受到牽制,包括光線,也只能隨著其時空陷阱或者漩渦的曲線經過。

這兩個理論都可以說明黑洞把光吸住了,揪住它不讓它逃脫是一個很合理的事情,一點都不矛盾。

黑洞的引力場影響並不是無限的,是有距離限制的。只是在其史瓦西半徑裡才能夠達到無限大,才能夠鎖住光線。

光子既然有動量質量,當然會被這個無限大的引力場所影響並被其鎖在自己的勢力範圍。

黑洞的引力場把周邊時空無限扭曲,形成一個向內向無限小的奇點墜落的螺旋狀漩渦,光線一旦進入了這個場中,就只有順著這個螺旋形漩渦墜落,無限的墜落到那個奇點深處,這是一個很必然的事情,沒有什麼矛盾。

這就是黑洞能夠把光吸住的原因,歡迎共同討論。


時空通訊


黑洞是真實存在的,因為已經被各種現象所驗證,尤其最近“拍出來”黑洞照片。



這個黑洞由於質量巨大,因此帶動空間扭曲旋轉,有個巨大吸積盤,而且還會自旋。目前算出來M87中心的超大質量黑洞的質量是太陽質量的65億倍。吸積盤的不對稱形狀表明黑洞的南邊更接近我們,這也是人類第一次獲得黑洞的自旋信息。本次沒有證實霍金的霍金輻射。

根據廣義相對論,空間在引力作用下會彎曲,因此光的傳播也會彎曲,這樣引力達到一定大,光就無法傳播出來了,形成了黑洞。

不過,如果按照空間彎曲的概念,光線再怎麼彎曲,也不該彎90度、180度或者360度吧?到底彎了多少度呢?彎曲度是多大?光線最後到底射到哪呢?按照空間彎曲理論一切都是糊里糊塗,無法確認,是吧?

關於黑洞悖論

最主要有個黑洞悖論,假如黑洞是閉環的彎曲空間,連光都逃不出來,什麼都逃不出來,那麼黑洞會吞噬所有遇到的東西,那麼隨著時間的推移,黑洞會吞噬所有遇到的一切,而因為時間是無限的,黑洞遲早會遇到所有東西,那麼現在宇宙中除了各種黑洞應該已經沒有其他星球,但是現在經過了無限的時間還有那麼多各種星球,說明黑洞封閉彎曲空間理論確實存在悖論呀!


當然也有人爭論說時間不是無限的,因為宇宙才138億年,但是就算本屆宇宙只有138億年,然而本屆宇宙大爆炸之前,根據物質不滅定律和能量守恆定律,物質之前就一直存在,因此與之對應的時間仍然是存在的,因此時間就是無限的。此外,我們宇宙之外肯定還存在其他無數宇宙,因為空間也是無限的。

宇宙大爆炸悖論

除此之外,宇宙大爆炸本身對相對論就是一個很大否定,因為大爆炸之前的宇宙奇點,質量奇大,比所有已知黑洞合起來還大,在巨大引力作用下,空間是彎曲封閉的,什麼都出不去,怎麼會爆炸開來呢?其次,大爆炸以後,觀測到的各個星體的相對飛行速度遠大於光速,目前宇宙年齡138.2億,但是觀測到的宇宙直徑已經有900億光年之大,那也就是星體相對飛行速度已經達到光速三倍以上,什麼樣的力量讓宇宙星體相對飛行這麼快呢?很明顯,相對論並不能解釋這些。

總之相對論空間彎曲理論並不能完滿解釋黑洞現象。

新思路

今天換個思路來探討黑洞的來源,反而能夠圓滿解釋黑洞存在的原因。

大家知道光線從太陽表面飛到地球是八分鐘,但是從太陽內部飛到太陽表面卻需要幾百萬年,為什麼呢?因為太陽內部密度太大了,光的傳播速度就變得很慢很慢。

光是一種電磁波,在不同介質裡速度是不一樣的,在真空裡最快,在空氣裡就慢很多,在水裡就更慢,在玻璃裡比水裡還慢,在玻璃裡光速變慢了三分之一之多,就是因為不同媒介的密度不同導致的。同一個介質,不同波長的光速還是不一樣呢,這個就是菱鏡多彩光譜的原理。

光子在太陽內部傳播慢,另外一個說法是因為密度大,光子不斷撞上各種微粒子比如質子、中子、電子等,被吸收又再度發射,總之也是路途坎坷,經過數百萬年才能從太陽內部到達表面。

由波長的公式λ=v/f,其中v是光在介質中的傳播速度,f是的頻率, 而光速v是由介質決定的, 在不同的介質中光的傳播速度是不同的, 而f則是由振源的振動頻率所確定的, 所以, 光的波長和介質有關係。

由v=λ*f,波在傳播過程中,頻率不變。v也就是速度是由介質決定。 光的波長和介質有關係為 λ=λo/n。 λo為真空波長,n為折射率。

太陽內部介質的折射率非常高,因此電磁波波長統統變得很短了,速度也變慢了幾千倍到幾萬倍。

那麼比太陽質量大幾百倍、幾千倍、甚至幾萬倍的黑洞,內部密度大的驚人,折射率也高得驚人,光速就變得更慢了,光速變慢是因為波長變短了,但是頻率不變,光從內部需要幾億年甚至幾十億年才能傳到超大星體表面,在這幾億年漫長的傳播的過程中,光子不斷撞擊各種微粒子,能量又被介質吸收了,這樣對於外界來說,就是啥也看不見了,黑黑一團。類似的現象地球上也有:陽光從太平洋表面射到洋底,中途早就被海水吸收掉了,洋底也是黑黑一片。

就算背後別的恆星的光線經過該黑洞,光線速度也會變得奇慢無比,要幾百萬年甚至幾億年才能傳播過去,在這個漫長的傳播過程中能量還被黑洞介質不斷吸收掉,自然從外界就看起來黑黑的。

關於星光實驗

100年前也就是1919年的星光實驗,通過觀測日全食周圍的星星,發現星星位置比沒有太陽的時候發生了偏移,被認為驗證了相對論的恆星引力導致光線彎曲理論,但是星光實驗實際上不用相對論也能解釋:夕陽西下的時候,太陽明明已經落到地平線以下了,可是我們還能看到,為什麼?因為大氣層的折射作用,把陽光彎曲了,所以太陽看起來就比實際位置偏高了。星光實驗道理與夕陽相同,太陽邊上實際並不是真空,而是太陽風等輻射出來的物質,太陽質量越大,周邊空間物質的折射率就越高,一樣造成光線折射哦。




所以,所謂的空間彎曲,很可能只是誤解或者錯覺而已,最多算一個表面現象,但是肯定不是原因,就好比自由落體和行星運動定律都只是現象而已,背後原因其實是萬有引力和力學定律。就好比,在以前,人們認為力是產生運動的原因,慣性定律發現以後才發現力(阻力)才是減速的真實原因。在以前人們認為有離心力的存在,在萬有引力定律發現以後,才發現離心力根本不存在,只是慣性而已。

現在完全不需要空間彎曲的概念,已經能夠全面解釋黑洞和恆星折射現象。

而相對論的黑洞理論完全忽視了光作為電磁波在超高密度介質裡速度變得奇慢的事實,這難道不是巨大疏漏麼?

介質密度大則電磁波衰減快,在生活中很常見,一堵牆就可以把無線電電磁波隔得差不多,如果是密度更大的鐵板,則電磁波比如Wi-Fi信號可以隔得更徹底,而光也是電磁波的一種,自然也受到類似影響,更何況黑洞的密度遠大於鉛板。

黑洞密度有多大?

那麼黑洞的密度有多大呢?大家知道中子星因為質量大,連原子結構都塌陷沒了,只剩下中子,純中子組成了中子星,密度是太陽的幾千倍,但是還不夠形成黑洞。黑洞需要好幾個中子星的體量才能形成,質量之大,連中子都塌陷沒了,可能是夸克組成了,這種密度是鉛板的幾億倍都不止,也就是折射率可能是鉛板的幾億倍,所以電磁波的速度可能降低到每秒一釐米甚至每秒一毫米不到。

黑洞未來是什麼?

根據本文理論,還可以有個推論,就是黑洞的未來是什麼?

黑洞的未來,根據相對論是沒有未來的,因為空間都彎曲了,像個封閉的迷宮,光線都逃逸不出來,其他物質更是逃逸不出來,因此沒有什麼未來。

而實際上,黑洞只是物質密度太大,光傳播速度慢、週期長,因此把光都吸收了。根據能量不滅原理,這些光能都被黑洞存儲起來了,等到積蓄到一定程度,也許是幾千億年的積蓄,就會大爆發,偶然一個局部的爆發就會觸發整體的大爆炸,這個大爆發也許就是新一輪宇宙大爆炸,也可能只是超新星爆發,取決於黑洞的規模。重元素(如果還有的話)和密集的微粒子在超大高爆炸能量的作用下重新裂變為輕元素,然後產生新的銀河系和新的恆星,新的宇宙因此誕生。其中一部分重元素來不及裂變就被拋射出來,就構成了後來的行星來源。

然後新宇宙裡的恆星重新開始聚變,最後經過上百億年,能量耗光,再次有可能出現黑洞,如此週而復始,循環無窮。

以上理論更接近於現實,而不是黑洞彎曲了空間因此吞噬一切不再釋放。

關於霍金輻射

霍金輻射說黑洞視界外的空間偶爾會產生正反粒子,當反粒子飛入黑洞而正粒子飛離黑洞的時候,就相當於黑洞質量減少了,這個現象叫霍金輻射。我認為這個只是正常宇宙現象,並不能讓黑洞質量減少,因為首先宇宙中隨機產生的正反粒子,飛行方向是隨機的,反粒子飛向黑洞的概率和正粒子飛向黑洞的概率是一樣大的,而正粒子飛向黑洞會導致黑洞質量變大,兩者抵消,統計上對黑洞質量沒有影響;其次宇宙隨機產生正反粒子的概率太低了,對黑洞這樣體量的星體,比海水蒸發對太平洋的影響還要小很多很多倍,完全可以忽略不計。這也是為什麼霍金輻射迄今為止沒有任何驗證的原因。

宇宙大爆炸的前身是如何產生的?

黑洞只要在正常宇宙中飛行,必然要吸收大量的物質,質量的增加遠大於偶爾的反物質湮滅,因此質量只會越來越大。

根據引力場方程的史瓦西解,黑洞的史瓦西半徑或者說視界半徑的計算公式如下:



其中,G和c都是常數,前者是萬有引力常數,後者是光速。因此,黑洞的視界半徑r只與質量M有關,兩者為正比例關係,質量越大的黑洞,其視界也越大。

因此隨著時間推移,相對應的黑洞視界也越來越大,黑洞所佔空間越大,吞噬也越來越快,終於有一天,最後的黑洞視界大到以至於覆蓋整個宇宙(當然宇宙有好多個),最終形成宇宙奇點,也就是宇宙大爆炸的前身。

總結一下,新理論認為引力對光沒有作用,也不造成空間彎曲,但是巨大的引力卻對黑洞介質產生了影響,黑洞介質密度非常巨大,介質折射率非常巨大,導致電磁波波長變短,速度變超級慢了,電磁波的傳遞速度甚至可能降低到和蝸牛走路速度差不多,因此“蝸牛”速度的光要傳遞幾億年才能穿過黑洞,途中能量早被高密度的介質比如夸克所吸收了。

根據這個理論,黑洞由於不是封閉的彎曲空間,因此吸收到足夠能量後,就會發生大爆炸,產生新的恆星、行星,而不是如相對論所預言的永久存在。同理宇宙大爆炸也是可行的,因為宇宙奇點並沒有彎曲的空間,只要能量吸收足夠大,超過大爆炸臨界點,就能發生宇宙大爆炸。


董董_69904


其實有一些答主已經答得相當專業也相當好了。我就來簡單講講我的看法。

牛頓的萬有引力定律

很多人對於引力的觀念其實還停留在牛頓的萬有引力定律上,在這個牛頓理論中,有個上過高中物理課的人都熟悉的萬有引力公式:

但是牛頓得出這樣的公式看起來很簡潔。實際上,很少人會在意牛頓其實做了一個假設:時空是平直的。這也常常被我們叫做絕對的時空觀,或者機械時空觀。


愛因斯坦的廣義相對論

但是後來,愛因斯坦提出了不同的看法,它認為時空並不是平直的,而是可以彎曲的。

地球之所以繞著太陽轉,不是太陽拽著地球在轉,而是因為太陽壓彎了時空,地球沿著測地線在運動。所以在愛因斯坦的體系裡,引力的本質是時空的彎曲。

也就是說,任何的物質都是沿著測地線在運動,如果時空被壓彎了,沿著測地線的運動路徑就很可能是彎的。光也不例外,他也要沿著測地線運動,如果它經過大質量的天體,天體壓彎了時空,那光的運動方向也是彎曲的。

而黑洞呢?它的質量一般都很大,時空會被黑洞嚴重彎曲。

所以光經過黑洞附近時,就會被向內彎曲,而無法逃離黑洞,從觀測者的角度來看,就好像被黑洞吸走了一樣。

從逃逸速度來理解

當然,以上都是原理的簡單描述。其實我們還可以換個角度去思考。

其實我們都知道的第一宇宙速度,第二宇宙速度什麼的,這其實是在說逃離一個天體的最低速度。其中我們常唸叨的第二宇宙速度就是擺脫地球引力的最低速度。第三宇宙速度就是擺脫太陽系的最低速度。這個速度我們也可以叫做逃逸速度。

科學家其實就有在思考一個問題,要知道物質、信息、能量的最快速度其實是光速,那有沒有可能存在一種天體,它的逃逸速度就是光速呢?

其實這個問題從牛頓時代就有人開始考慮了,拉普拉斯甚至把這個天體命名為暗星。不過真的做出預測的科學家是史瓦西,通過愛因斯坦的廣義相對論引力場方程預測的。而其中史瓦西半徑指的就是光不能逃離的天體半徑。


鍾銘聊科學


首先,光沒有質量並不完全對,光沒有靜質量,光永遠不會停下來,只會以光速飛行。但光速飛行的光擁有動質量,它會被引力捕獲!

還有一點,牛頓的經典力學是建立在絕對時空觀基礎上的,只適用於低速和低引力世界。而一旦上升到亞光速還有超強引力的世界,經典力學不再使用,必須用愛因斯坦的相對論詮釋,從這點來講,牛頓的經典力學只是相對論的近似表達,只不過這種近似表達在我們的世界已經足夠用了,足夠精確了!

那麼更準確的相對論是如何解釋光被黑洞吸引呢?

很簡單,廣義相對論把引力解釋為時空的彎曲,引力只是時空彎曲的表現形式。由於黑洞能把時空彎曲但極限,而光線又必須沿著時空結構傳播,所以極限彎曲的時空就把光線吞噬了,無論如何逃不出黑洞!

事實上,不只是黑洞,質量更小的恆星,比如我們的太陽也能讓光線發生彎曲,因為太陽也能彎曲時空結構,科學家們通過觀察已經證實了這點,也證實了廣義相對論的正確性!

所以,黑洞吞噬光線沒有什麼矛盾!雖然相對論更為精確,但統治我們世界的還是牛頓的經典力學,因為我們生活在一個低速世界,經典力學已經夠用了!


宇宙探索


誰說有質量才有引力?那是牛頓萬有引力定理!愛因斯坦廣義相對論的偉大之處在於它完全推翻了牛頓理論的”機械時空觀”,將時空從牛頓理論體系的背景變更為動力學體系的一部分,以宇宙學大師惠勒的話描述:時空告訴物質如何運動Move,物質告訴時空如何彎曲Curve。黑洞造成了時空的極度紐曲,光是物質的一種形態,它靜止質量為零,但它具有能量及永恆的速度,在彎曲的時空中,光的行程不在是一條直線,它形成的光錐面會發生向內彎曲。如果一個星體足夠小、而質量又足夠大的話,就會導致一個半往的存在,在半徑之外光錐是發散的,代表光可以自由傳播;在半徑處,光錐被凍結,代表光被凍結;在半徑之內,光錐向內彎曲,代表光向內傳播而無法逃離。現在都知道了,這個半徑所劃出的界限就是事件視界,這種時空就叫黑洞,它的中心是奇點。以上就是奧本海默與他的學生施內德第一次完全運用廣義相對論得出的黑洞性質,與牛頓的萬有引力沒有任何關係!


刺頭小李


沒有質量並不代表沒有力。科學家公認,現在在宇宙中發現存在著至少四種力,你說的有質量才有引力,是四種力中的一種,是指牛頓發現的萬有引力,是四種力中最小的一種力。它是一個物體(或粒子)對於另一個物體(或粒子)的吸引力。.第二種叫做電磁力,即我們日常生活中用的電磁場產生的力,由於它的作用,形成了不同的原子結構和光的傳播.第三種是強相互作用力,它把原子核內部各個粒子緊緊地吸引在一起.第四種是弱相互作用力,次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的,恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子,即所有自旋為半奇數的粒子。


南極冰火


這個現象解釋不了黑洞現象,只有廣義相對論才能解釋光在引力場中的彎曲現象。由於黑洞的引力場非常強,空間彎曲嚴重,光無法逃逸。


趙愛軍36


光沒有質量,卻攜有能量,我認為有 一種特殊的性質 存在 ,只是無法測量,若沒有質量,太空又沒有介質,☀️光 的能量是怎麼傳播的。。。。或者說光有"質量",因為其性質 你無法測量。



橙子桑


你也不懂,強壯懂,我也只能信了


山地車17


首先你這個“幾乎”是相對的幾乎,

其次就算是絕對的幾乎,它也不等於0。

一個光子相對於人,那跟0沒區別,但是相對於一個原子,電子甚至更小的單位,它的質量就有意義了,顯然光子對原子的影響很明顯,不然你到太陽下面曬倆小時試試。

這還不理解,那咱換個角度,光子的質量都小到忽略不計了,那改變光子的運動狀態需要多大的力?

地球引力對光的運動狀態的影響或許沒那麼明顯,但是黑洞的引力,那就不可同日而語了


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