光没有质量那就没有引力,黑洞是如何吸引住光的?

科学黑洞


要说是黑洞的万有引力“吸引”住了光,这种描述并不准确。光没有静止的质量,所以万有引力是不能吸引光的。其实,应该是黑洞的恐怖的万有引力造成了一个时空的陷阱,而这个时空陷阱闭合后,把光的能量给“禁锢”起来。

关于黑洞的存在,目前在主流科学界已经没有太大的异议。从牛顿力学的逻辑推导就可以预测黑洞的存在。而爱因斯坦的相对论,更是可以描述黑洞的某些特征。距离地球6000光年的天鹅座x-1,被认为非常有可能是一颗黑洞。目前,天文学家已经推测出大约200多颗黑洞的存在,其中在银河系中心的超级黑洞,被认为其质量是太阳的几百万倍。

黑洞是宇宙之中最神秘的天体。并不是所有的恒星都可以进化为黑洞,只有其中质量特别大的恒星也有机会在它的末期进阶为一颗黑洞。当黑洞形成之后,由于万有引力过于强大,就把时间和空间重合起来,一切落入时空陷阱的物质,它们将永远不能把信息传递出去。如果宇航员不幸落入黑洞,将注定是一条有去无回之旅。不过,宇航员是看不见奇点的,在远离奇点的地方,宇航员就会被黑洞的强大潮汐力撕扯为一连串的基本粒子。到到达奇点后,连粒子也不能存在,因为维度都会消失。


怀疑探索者


要讨论黑洞,最严谨的语言是「空间」。用「引力」讨论黑洞,虽然非常方便、直观,但却容易陷入这个问题一样的逻辑之中。

用空间的语言看黑洞,那光线就不是被黑洞吸住的,而是光自己就不向外运动。

光会沿着「测地线」长度的极值运动。所谓测地线,就是「直线」的一种推广。在平直的空间中,比如一个平展的桌面上,两点之间最短的距离,就是直线。所以说,在平直空间中,光在均匀介质中走直线。

而在扭曲的空间中则不一样,举个常见的例子:如果你观察北半球的飞机航线,从中国飞到美国,总会先向北,然后再向南。很多人不理解为什么。

其实这时因为这条航线最为节省时间。

地图的空间实际上是扭曲了的,而这个弯曲的航线却恰恰就是地图上的测地线。

黑洞也会扭曲时空,而光线在扭曲了的时空中运动,仍然会按照测地线来运动。问题是,黑洞视界内的测地线不与外部相交,光也就无法逃出黑洞。


章彦博


要想理解光子是否会受到黑洞的吸引,需要解决两个问题,其一是引力的物理机制,其二是光子的本质。

自上个世纪以来,人类的认识超出了宏观的范围,使作为物理背景的空间效应逐渐地显现了出来,比如任何物体都具有波动性。

此外,普朗克常数h的被发现,说明我们的宇宙是量子化的。还有一个发现也是意义非凡的,卢瑟福用电子轰击原子,意外地发现,只有极少量的电子被反射回来。这说明原子的质量集中于很小的区域,原子的体积是由电子高速运动所形成的。

综上所述,宇宙是由量子构成的,而且空间不空和物质不实。由此,我们获得了一个有机的量子景观:

离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子属于能量的范畴,由高能量子组成的封闭体系就是物质。

于是,宇宙中的一切物理现象,都可以归结为空间量子的不对称碰撞💥。比如,高速运动和加速运动以及微观粒子的存在,都会引起空间量子的不对称碰撞,从而使物体的速度受到空间的限制,使物体具有惯性,使微观粒子具有显著的波动性。

万有引力也不例外,同样是由量子的不对称碰撞所引起的。作为封闭体系的物质,其封闭性小于1,会对外辐射热能使空间量子获得能量。由于能量高的量子会降低物质的封闭性,所以两物体内外侧的量子碰撞是不对称的,由此形成的空间压力差就是万有引力。

上述引力机制,要求受力物体具有两个特性,其一是拥有体积,其二是辐射热量。对于封闭体系的物质,显然是满足这两个条件的。所以,任何物质都会彼此吸引,并由此称之为万有引力。

光子的情况比较特殊,本质上其仅只是离散的量子。虽然,量子的角动量是普朗克常数h且大于零,说明量子具有质量和体积。但是,量子的质量非常小,其对外辐射的热能远远小于作为封闭体系的物质辐射的能量,两者属于不同的层次。所以,就万有引力而言,量子的辐射是可以忽略不计的。

于是,作为激发量子的光子,只能借助其体积感受空间量子的不对称碰撞。也就是说,光子对光子或对物质都不具有吸引力,然而物质却能够对光子产生吸引力。如果光子的能量增大,光子的等效体积就会变大,对此可以用光子的动质量来表示。

至于黑洞的情况,由于其密度及其巨大,使物质的运动和斥力都远远无法抗拒引力的吸引,会无限地聚集在一起,相互挤压,使封闭体系解体,还原为离散的量子。所以,黑洞是一个由高能量子组成的巨大的封闭体系,与电子和质子属于同一层次的物质。

综上所述,光子会受到黑洞的吸引落入其中。然而,一旦处于黑洞之中,光子之间就不再有引力了,只存在着相互之间的弹性碰撞,由引力转变为斥力。这也是为什么,黑洞最终会在巨大的爆发中,结束其诡异的一生。


淡漠乾坤


牛顿的万有引力定律告诉我们,有质量的物体之间会产生引力作用。而光子的静止质量为零,但它们却会被黑洞的引力所束缚住,这用万有引力定律无法解释。而且,万有引力定律也不能预言黑洞的存在。

原因很明显,牛顿的引力理论有局限性,无法解释上述现象,所以还有比它适用范围更广的引力定律。鉴于此,爱因斯坦在1916年创立了广义相对论,这个理论直到现在还是适用范围最广的引力理论。

广义相对论指出,引力其实是物体弯曲时空所表现出的几何效应,而非是物体之间的吸引力。如果一个质量体弯曲空间,那么,即便是没有静止质量的光子从附近经过也会沿着弯曲的空间运动,从而表现出引力作用。当年,爱丁顿正是利用背景星光经过太阳附近所表现出的偏转现象来证实广义相对论。

从广义相对论的引力场方程中可以推导出,宇宙中存在着可以束缚住光的特殊天体—黑洞。由于黑洞的质量都在一个奇点中,这会使周围某一范围内的空间发生极大幅度的弯曲。如果光进入黑洞的弯曲空间中,将无法从弯曲空间中逃脱出来,这样看起来就像光被黑洞的引力吸引住一样。

广义相对论非常成功,它还预言了物体在空间中加速运动会辐射出引力波。在爱因斯坦做出这个预言整整一百年之后,物理学家终于通过双黑洞合并事件直接证实了引力波的存在。


火星一号


这个问题并不复杂,在人们通常的思维当中,黑洞可以吞噬一切的物质,哪怕到连光都无法逃脱,但黑洞的吞噬不是我们想象中的那种。

黑洞之所以会吞噬一切的物质,是因为黑洞有强大的引力,这个引力是由黑洞巨大的质量导致的。

由于黑洞具有巨大的质量,所以它扭曲了一定范围的宇宙空间,当空间被弯曲之后,光只能沿着弯曲的空间前进。

这就好像你面前有一条路,如果这条路突然拐了个弯,你也只能顺着拐弯的路前进,而光也是一样的,当前进的路被弯曲之后,它也就弯曲了。

所以简单的说,不是黑洞吸引了光,而是光顺着黑洞扭曲的空间,走进了黑洞里面,不过一般来说被黑洞吸引的物质,不会直接进入黑洞的中心。

它们会聚集在黑洞的周围,然后绕黑洞进行旋转,当这些物质越来越多的时候,它们就形成了一个吸积盘。由于吸积盘内外的物质旋转速度不同,就导致了速度差的产生,速度差就意味着摩擦,而摩擦则会产生强大的粒子流。

这种粒子流有时候会剧烈的喷射出来,其喷射的强度之猛烈,哪怕数十万光年都可以感觉到,所以黑洞就是这么神奇.....


种植恒星


光没有静质量,不会受到引力作用。但按照爱因斯坦的广义相对论,引力场中的时间-空间不再是平坦而是弯曲的。爱因斯坦早就预言,当光线经过太阳这样的恒星就会发生偏折,爱丁顿等就通过天文观测验证了相对论的预言。对于黑洞这样大质量和强引力的天体,更是会造成强烈的时空弯曲,导致光线因为时空的弯曲而无法逃逸。

黑洞是密度极大的天体,巨大的质量和强大的引力使得其表面的逃逸速度大于光速,包括光在内的所有都无法逃逸。根据相对论,当大质量天体坍缩时,其表面的时空会发生弯曲,一旦坍缩到黑洞这样的致密程度,黑洞就相当于时空中的一个奇点,黑洞表面的时空已经弯曲的连光线都无法逃脱了。

人们也把黑洞周围逃逸速度等于光速的界面称为视界,物质和光等辐射只能从视界外进入黑洞,而无法从视界中逃脱。所以黑洞的视界就是分割线,以内的物质和信息都无法向外传递。除了霍金预言的黑洞辐射之外,黑洞就是这样一个只吃不吐的家伙。


量子实验室


黑洞引力实际上是黑洞质量引起的空间扭曲造成的,越靠近黑洞,空间扭曲越大,扭曲的程度与距离平方的倒数成正比,与黑洞质量成正比,这点与万有引力公式是一致的,黑洞的质量太大,把这个曲线拉断了,其实也没拉断,还有一个点连着,就是那个质点,其实黑洞的质量就是这么反算过来的,也就是说,能把空间扭曲成一个点的质量是多少,就是黑洞质量的下限。

现在说说光,光是个一根筋,在宇宙空间中只走直线,或者说它以为的直线,在没质量找事的大部分区域,它确实走的直线,但遇到有质量的东西的边缘时,他依然走的直线,但这个直线被引力拉弯了,由于质量扭曲空间只与质量本身与及距离有关,所以这个曲线走过质量边缘后还绕回来,这也是与透镜类似的地方,这已经被我们拿来当望远镜使了。

现在说说质量,质量同志怎么就把空间扭曲了哪?谁批准的哪?别说,就是爱因斯坦同志,他用相对论批准的,应该说,这是一个迷,我们可以发现并掌握这种规律,但说不清为什么,那就只好靠猜,有好多同志都猜了一些想法,也吵得不可开交,尤其是一派称之为量子派,一派称之为相对派,都想把质量的来源讲清楚可谁都讲不清楚,好吧,我们就拿个马扎,一包瓜子外加一缸子浓茶拭目以待吧。


buxz


这玩意真不知道。他们说光子有动质量,所以被吸。

不过他们又说光子没有静止质量,等光子以光速运动了,质量变大了,速度没变,那能量也增大了。

哎呀,原本什么也没有,这又有质量又有能量了,无中生有啊。

黑洞呢,他们说是一个奇点,光子进入奇点还动吗?不动的话,质量能量都没了,黑洞一脸懵逼,我靠,我吸到了啥?有种生无啊。

我读书少,好像说质量守恒,能量守恒这无中生有,有中生无,解释不了,不知道是不是被骗了。

光是什么?是电磁波!

光子是什么?是电磁波的质点。

光子凭什么必须是紧度质量一样的质点?

黑洞为什么不能是一个能量波动剧烈,使电磁波超过可见光频率的巨大空间?


程俊杰70559097


这恰恰也说明了所谓的“万有引力”本质上并不是一种力,只是表现出来的形式让我们感觉到是一种力!

牛顿的万有引力定律表明,任何有质量的物体之间都存在引力作用,倒是光并没有静质量,理论上光不会收到任何物体的吸引,但为何黑洞会吸引光线呢?

这牵扯到引力的本质。牛顿告诉我们引力的存在,但他没有解释为什么会有自己,而这个艰巨的任务留给了爱因斯坦!

爱因斯坦用他异于常人的大脑彻底颠覆了我们队时空的认知,告诉我们引力并不真的是一种力,而是时空扭曲的作用,引力的本质其实就是万物沿着被扭曲的时空运动!

而时空的扭曲意味着不只是有质量的物体会显现出引力的效果,万事万物都会沿着被扭曲的时空运动,光线也不例外!

这就是爱因斯坦广义相对论一个很重要的论点,而广义相对论绝不仅仅是一种猜测,如今越来越多的事实证明了它的正确性,比如水星近日点的进动,还有光线在经过遥远天体附近会发生弯曲等都有力地证明了广义相对论的正确性。同时,广义相对论预言的引力波也被科学家们证实真的存在!


宇宙探索


实际上在广义相对论中已经没有引力这种东西了。

取而代之的是空间弯曲。黑洞由于庞大的质量,将周围的空间弯曲,而光线原本在平坦空间上走的是一条直线,但由于空间弯曲了,自然而然的就变成了一条曲线(只是看上是一条曲线,其实光线一直在走着最短路径)

↓“爱因斯坦环”↓

也就是说,物体间的引力只是空间弯曲的外在表现而已。至于光线在空间中走的路径,被称为测地线,也就是最短路径。比如在平坦空间(即欧几里得几何),最短路径就是一条直线,这个大家都能理解,而到了弯曲空间,这条最短路径看上去就不再笔直了。

对于黑洞这种极端天体,它将周围的空间极度弯曲,以致于形成了一圈叫做事件视界的边界,在这边界以内没有任何物体能够逃出去,其中就包括光。这也是题目中所说的黑洞把光给吸住了。

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