光没有质量,所以引力几乎为零,黑洞把光吸住了,怎么解释?有质量才有引力,不矛盾吗?

阿强39946357


理解黑洞的关键是爱因斯坦的广义相对论,事实上,黑洞也是它指出广义相对论的一个解。黑洞可以把光“吸住”可以从广义相对论以下三方面理解。

任何质量都会引起时空结构的弯曲。因此,经过行星或恒星附近的光线实际上会在经过时弯曲,质量越大,时空弯曲越大。事实上,广义相对论的第一个重要证实是在1919年,当时人们发现恒星发出的光在经过太阳附近时发生了弯曲(如下图)。正常情况下,这种曲率太小,除非使用高精度仪器,否则很难被注意到。然而,对于黑洞来说,由于在一个很小的空间里有如此多的质量,以至于时空的弯曲到了极致,变成时空无底洞,在黑洞的视界上,时空实际上是向内弯曲的。因此,当光通过黑洞附件时会发生弯曲,弯曲的不是光,而是时空,光依旧是遵循直线传播,当光进入黑洞时,会到达视界,随着时空继续向内弯曲。

在广义相对论中,重力被描述为弯曲时空对运动粒子的影响,引力影响任何有能量的东西,质量和能量本质上都是相同的,如果有任何形式的能量,意味着有质量,所以物体的运动速度越大,其质量也会越大。广义相对论中的引力场的源为应力-能量张量包括能量密度、动量密度、能量通量、动量通量等。虽然光没有静止质量,但它仍然有能量,因此光在广义相对论中受到重力的影响,光子的质量可以由E = mc^2定量给出。

任何有重力的物体都有逃逸速度。地球有一个逃逸速度,任何速度等于或高于逃逸速度的火箭都能飞进轨道或者完全离开地球;速度低于逃逸速度的物体都会像扔到空中的石头一样落回地球。如果一个物体的逃逸速度大于光速(即黑洞),那么任何物体都无法从那个物体中逃逸,包括光,在史瓦西半径内光一样无法从黑洞逃脱。


科学闰土


先说说第一个问题,光子到底有没有质量,答案是静止的光子没有质量,但光子一旦出现,就会一直往前飞,所以静止的光子是不存在的。

那么当光子运动起来的时候,它就具有能量和动量,所以宇宙中的光子肯定都有质量,有质量就意味着光子会受到引力的作用,所以它被黑洞吸引并不奇怪。

其次黑洞之所以能吞噬光子,是因为黑洞的引力太大,而爱因斯坦告诉我们,引力实际上是时空弯曲的一种体现,简单的说由于黑洞的质量太大了,导致周围的时空发生了难以想象的扭曲。

当光来到黑洞周围的时候,由于前进的路变弯曲了,它就只能弯曲的路走进黑洞里面,于是就再也出不来了。

另外再说说黑洞的问题,黑洞确实是一种可怕的天体,甚至有些观点认为,黑洞将吞噬宇宙中的一切,但这个想法恐怕不太对。

黑洞从本质上来说仍然是一种天体,既然是天体就不可能永远存在下去,在微观的宇宙环境当中,正粒子和负粒子会不断的诞生出来,这些正粒子和负粒子又会在很短时间内互相湮灭。

但如果有一对粒子出现在黑洞周围,就可能导致其中一个粒子掉入黑洞,例如当负粒子掉进黑洞的时候,对应的正粒子就失去了湮灭的对象,于是它就从虚粒子变成实粒子。

这个过程就好像正粒子从黑洞吸收了能量,导致它可以光明正大的出现在宇宙当中,所以黑洞质量自然而然就出现了损失,最后也就慢慢的消失了…..


种植恒星


黑洞是真实存在的,因为已经被各种现象所验证,尤其最近“拍出来”黑洞照片。




这个黑洞由于质量巨大,因此带动空间扭曲旋转,有个巨大吸积盘,而且还会自旋。目前算出来M87中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的65亿倍。吸积盘的不对称形状表明黑洞的南边更接近我们,这也是人类第一次获得黑洞的自旋信息。本次没有证实霍金的霍金辐射。

根据广义相对论,引力就是质量造成空间弯曲,因此光的传播也会弯曲,这样引力达到一定大,光就无法传播出来了,形成了黑洞。

然而相对论的说法却有二个解释不了的悖论:

关于黑洞悖论

最主要有个黑洞悖论,假如黑洞是闭环的弯曲空间,连光都逃不出来,什么都逃不出来,那么黑洞会吞噬所有遇到的东西,那么随着时间的推移,黑洞会吞噬所有遇到的一切,加上质量比太阳大二倍以上的恒星死亡后都会变成黑洞,一个宇宙里的黑洞本来就数量庞大会有千亿个,单单银河系最终死亡后会成为黑洞的恒星都有一百五十亿颗,而因为时间是无限的,黑洞们迟早会遇到所有东西,那么现在宇宙中除了各种黑洞应该已经没有其他星球,但是现在已经经过了无限的时间还有那么多各种星球,说明黑洞封闭弯曲空间理论确实存在悖论呀!

当然也有人争论说时间不是无限的,因为宇宙才138亿年,但是就算本届宇宙只有138亿年,然而本届宇宙大爆炸之前,根据物质不灭定律:物质无法被创造,也无法被消灭,只能从一种形态转化为另外一种形态,还有能量守恒定律:不论物质形态怎么变化,总能量必然保持不变,宇宙物质之前就必然一直存在,因此与之对应的时间仍然是存在的,因此可以推导出时间就是无限的。

宇宙大爆炸悖论

除此之外,宇宙大爆炸本身对相对论就是一个很大否定,因为大爆炸之前的宇宙奇点,质量奇大,比所有已知黑洞合起来还大,在巨大引力作用下,空间是弯曲封闭的,什么都出不去,怎么会爆炸开来呢?其次,大爆炸以后,观测到的各个星体的相对飞行速度远大于光速,目前宇宙年龄138.2亿,但是观测到的宇宙直径已经有900亿光年之大,那也就是星体相对飞行速度已经达到光速三倍以上,什么样的力量让宇宙星体相对飞行这么快呢?很明显,相对论并不能解释这些。

总之相对论空间弯曲理论并不能完满解释黑洞现象。

新思路

今天换个思路来探讨黑洞的来源,反而能够圆满解释黑洞存在的原因。

大家知道光线从太阳表面飞到地球是八分钟,但是从太阳内部飞到太阳表面却需要几百万年,为什么呢?因为太阳内部密度太大了,光的传播速度就变得很慢很慢。

光是一种电磁波,在不同介质里速度是不一样的,在真空里最快,在空气里就慢很多,在水里就更慢,在玻璃里比水里还慢,在玻璃里光速变慢了三分之一之多,就是因为不同媒介的密度不同导致的。同一个介质,不同波长的光速还是不一样呢,这个就是菱镜多彩光谱的原理。

光子在太阳内部传播慢,另外一个说法是因为密度大,光子不断撞上各种微粒子比如质子、中子、电子等,被吸收又再度发射,总之也是路途坎坷,经过数百万年才能从太阳内部到达表面。

由波长的公式λ=v/f,其中v是光在介质中的传播速度,f是的频率, 而光速v是由介质决定的, 在不同的介质中光的传播速度是不同的, 而f则是由振源的振动频率所确定的, 所以, 光的波长和介质有关系。

由v=λ*f,波在传播过程中,频率不变。v也就是速度是由介质决定。 光的波长和介质有关系为 λ=λo/n。 λo为真空波长,n为折射率。

太阳内部介质的折射率非常高,因此电磁波波长统统变得很短了,速度也变慢了几千倍到几万倍。

那么比太阳质量大几百倍、几千倍、甚至几万倍的黑洞,内部密度大的惊人,折射率也高得惊人,光速就变得更慢了,光速变慢是因为波长变短了,但是频率不变,光从内部需要几亿年甚至几十亿年才能传到超大星体表面,在这几亿年漫长的传播的过程中,光子不断撞击各种微粒子,能量又被介质吸收了,这样对于外界来说,就是啥也看不见了,黑黑一团。类似的现象地球上也有:阳光从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。

就算背后别的恒星的光线经过该黑洞,光线速度也会变得奇慢无比,要几百万年甚至几亿年才能传播过去,在这个漫长的传播过程中能量还被黑洞介质不断吸收掉,自然从外界就看起来黑黑的。

关于星光实验

100年前也就是1919年的星光实验,通过观测日全食周围的星星,发现星星位置比没有太阳的时候发生了偏移,被认为验证了相对论的恒星引力导致光线弯曲理论,但是星光实验实际上不用相对论也能解释:夕阳西下的时候,太阳明明已经落到地平线以下了,可是我们还能看到,为什么?因为大气层的折射作用,把阳光弯曲了,所以太阳看起来就比实际位置偏高了。星光实验道理与夕阳相同,太阳边上实际并不是真空,而是太阳风等辐射出来的物质,太阳质量越大,周边空间物质的折射率就越高,一样造成光线折射哦。



光从真空射入介质发生折射时,光在发生折射时入射角与折射角符合斯涅尔定律(Snell's Law)。入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”,简称“折射率”。 公式:n=sin(i)/sin(r) ,这条公式被称为斯涅尔公式。所以得知入射角和折射角就可以算出太阳周边的折射率,之后就可以用来预测星星的偏移量了。不同波长的光的折射率还不一样,可见光折射率通常随着波长的减小而增大,即红光最小、紫光最大。因此日全食的时候,太阳周围星星应该会变红,因为红光波长较长会优先折射过来,正如太阳升起的时候先看到红光,越靠近太阳就应该越红。



以上为日全食照片。

以下为2013年11月3日捷克数学家、摄影师Miloslav Druckmüller在非洲日全食拍的真实高清照片:


这些奇怪的红色很明显不是太阳自己的阳光正常颜色,而且月球是个固体,没有任何空气,也不会造成折射。唯一能导致折射的就是太阳自己了。

再看一张照片,太阳偏了一点,漏出来的是正常阳光,金黄色:



但是日全食的时候,太阳周围星星包括光线会变红却无法由相对论来解释,因为相对论认为太阳质量造成空间弯曲,那么不同波长的光沿着同样的曲面飞行,不应该有不同曲率,毕竟光速在真空中速度一样。其原理类似于在太阳上空抛射二个不同大小石头(光也被爱因斯坦视为光子),但是速度相同,那么他们应该以同样弯曲度飞行,而不是有任何不同。因此日全食太阳边上星星和光线变红现象就否定了相对论的解释!

引力透镜

对金牛座阿尔法星的锂吸收光谱在太阳引力作用下弯曲的观测结果表明,太阳边缘的引力透镜效应要比广义相对论理论计算的要高出一倍。但是使用太阳周边物质折射理论进行计算,则可以完全吻合。因此广义相对论未必是真相。

所以,所谓的空间弯曲,很可能只是误解或者错觉而已,最多算一个表面现象,但是肯定不是原因,就好比自由落体和行星运动定律都只是现象而已,背后原因其实是万有引力和力学定律。就好比,在以前,人们认为力是产生运动的原因,惯性定律发现以后才发现力(阻力)才是减速的真实原因。在以前人们认为有离心力的存在,在万有引力定律发现以后,才发现离心力根本不存在,只是惯性而已。

现在完全不需要空间弯曲的概念,已经能够全面解释黑洞和恒星折射现象。

而相对论的黑洞理论完全忽视了光作为电磁波在超高密度介质里速度变得奇慢的事实,这难道不是巨大疏漏么?

介质密度大则电磁波衰减快,在生活中很常见,一堵墙就可以把无线电电磁波隔得差不多,如果是密度更大的铁板,则电磁波比如Wi-Fi信号可以隔得更彻底,而光也是电磁波的一种,自然也受到类似影响,更何况黑洞的密度远大于铅板。

黑洞密度有多大?

那么黑洞的密度有多大呢?大家知道中子星因为质量大,连原子结构都塌陷没了,只剩下中子,纯中子组成了中子星,密度是太阳的几千倍,但是还不够形成黑洞。黑洞需要好几个中子星的体量才能形成,质量之大,连中子都塌陷没了,可能是夸克组成了,这种密度是铅板的几亿倍都不止,也就是折射率可能是铅板的几亿倍,所以电磁波的速度可能降低到每秒一厘米甚至每秒一毫米不到。

黑洞未来是什么?

根据本文理论,还可以有个推论,就是黑洞的未来是什么?

黑洞的未来,根据相对论是没有未来的,因为空间都弯曲了,像个封闭的迷宫,光线都逃逸不出来,其他物质更是逃逸不出来,因此没有什么未来。

而实际上,黑洞只是物质密度太大,光传播速度慢、周期长,因此把光都吸收了。根据能量不灭原理,这些光能都被黑洞存储起来了,等到积蓄到一定程度,也许是几千亿年的积蓄,就会大爆发,偶然一个局部的爆发就会触发整体的大爆炸,这个大爆发也许就是新一轮宇宙大爆炸,也可能只是超新星爆发,取决于黑洞的规模。重元素(如果还有的话)和密集的微粒子在超大高爆炸能量的作用下重新裂变为轻元素,然后产生新的银河系和新的恒星,新的宇宙因此诞生。其中一部分重元素来不及裂变就被抛射出来,就构成了后来的行星来源。

然后新宇宙里的恒星重新开始聚变,最后经过上百亿年,能量耗光,再次有可能出现黑洞,如此周而复始,循环无穷。

以上理论更接近于现实,而不是黑洞弯曲了空间因此吞噬一切不再释放。

关于霍金辐射

霍金辐射说黑洞视界外的空间偶尔会产生正反粒子,当反粒子飞入黑洞而正粒子飞离黑洞的时候,就相当于黑洞质量减少了,这个现象叫霍金辐射。我认为这个只是正常宇宙现象,并不能让黑洞质量减少,因为首先宇宙中随机产生的正反粒子,飞行方向是随机的,反粒子飞向黑洞的概率和正粒子飞向黑洞的概率是一样大的,而正粒子飞向黑洞会导致黑洞质量变大,两者抵消,统计上对黑洞质量没有影响;其次宇宙随机产生正反粒子的概率太低了,对黑洞这样体量的星体,比海水蒸发对太平洋的影响还要小很多很多倍,再对比黑洞每年吞噬的星体和能量,霍金辐射完全可以忽略不计。这也是为什么霍金辐射迄今为止没有任何验证的原因。

宇宙大爆炸的前身是如何产生的?

黑洞只要在正常宇宙中飞行,必然要吸收大量的物质,质量的增加远大于偶尔的反物质湮灭,因此质量只会越来越大。

根据引力场方程的史瓦西解,黑洞的史瓦西半径或者说视界半径的计算公式如下:



其中,G和c都是常数,前者是万有引力常数,后者是光速。因此,黑洞的视界半径r只与质量M有关,两者为正比例关系,质量越大的黑洞,其视界也越大。

因此随着时间推移,相对应的黑洞视界也越来越大,黑洞所占空间越大,吞噬也越来越快,终于有一天,最后的黑洞视界大到以至于覆盖整个宇宙(当然宇宙有好多个),最终形成宇宙奇点,也就是宇宙大爆炸的前身。


总结一下,新理论认为引力对光没有作用,也不造成空间弯曲,但是巨大的引力却对黑洞介质产生了影响,黑洞介质密度非常巨大,介质折射率非常巨大,导致电磁波波长变短,速度变超级慢了,电磁波的传递速度甚至可能降低到和蜗牛走路速度差不多,因此“蜗牛”速度的光要传递几亿年才能穿过黑洞,途中能量早被高密度的介质比如夸克所吸收了。

根据这个理论,黑洞由于不是封闭的弯曲空间,因此吸收到足够能量后,就会发生大爆炸,产生新的恒星、行星,而不是如相对论所预言的永久存在。同理宇宙大爆炸也是可行的,因为宇宙奇点并没有弯曲的空间,只要能量吸收足够大,超过大爆炸临界点,就能发生宇宙大爆炸。

宇宙大爆炸临界点

那么宇宙大爆炸的临界点多大呢?是不是要等黑洞吃掉了整个宇宙之后才发生大爆炸呢?

宇宙大爆炸临界点就是当黑洞或者说宇宙奇点吸收的总能量达到或大于大爆炸所需要的能量阈值,就必然发生大爆炸。能够克服黑洞引力的永远只有能量。

这个阈值是多大呢?我提出一个假想公式,就是:

Ethreshold = bMC^2

E代表能量,threshold是阈值,M是黑洞质量,C是真空中光速,b就是黑洞大爆炸常数。可见大爆炸阈值与黑洞质量成正比。

黑洞与黑洞合并,不会发生爆炸,因为总质量变大了,阈值变大了。黑洞吃掉中子星,也不会爆炸,因为中子星增加了黑洞质量导致阈值变大了但是带来的能量太少。黑洞吃掉恒星也很难爆炸,因为恒星的体量与黑洞比起来太小了,恒星增加的能量太小通常无法达到阈值。结果就是黑洞不断吞噬但是却无法达到爆炸阈值。 这样发展下去,最终就是黑洞会吞噬掉整个宇宙,其黑洞视界越来越大,达到了整个宇宙的边缘。

那么有没现象呢?TON618黑洞就是一个距离我们104亿光年的巨型黑洞,质量在100亿年前就达到了660亿太阳质量,那么现在过了一百亿年,应该已经达到几千亿甚至一万亿太阳质量,其视界比银河系还大很多。



但是如果黑洞长时间吃不到东西,比如在未来已经吃掉了整个宇宙,没有东西可以再吃了,那么质量无法增加,阈值保持不变,这时候黑洞只要长时间吸收宇宙背景中的电磁波和高能粒子,就会能量不断增加,最终总归会达到大爆炸所需要的能量值,就必然发生宇宙大爆炸。这也是为什么大爆炸会发生于黑洞吃掉了整个宇宙之后,而且其必然会发生的原因!

除了以上情况,如果一个小的黑洞遇到一个巨大的反物质星球,大家知道反物质碰撞到任何物质都会湮灭,质量消失,转为能量,黑洞吞噬反物质后质量变小,爆炸阈值会变小,同时反物质湮灭释放出来巨大能量,这时候有可能达到爆炸阈值,就会发生小黑洞爆炸事件,规模远超所有超新星爆炸,相当于一个缩小版宇宙大爆炸。这个现象值得好好观测,因为反物质星球也是存在的。只要黑洞爆炸事件被观测到了,就能验证本理论。

还有一种可能是,当一个小黑洞正好能量已经吸收到接近阈值的时候,遇到了附近一颗超新星爆发,超新星爆发的能量被黑洞吸收后正好达到阈值,那么就会引发小黑洞爆炸,其原理有点类似氢弹中核裂变释放能量触发核聚变一样,只不过规模更大了亿亿倍。

蓝巨星爆发或有可能是小黑洞爆炸

极有可能是小黑洞爆炸的事件是ASASSN-15lh,这场特大超新星爆发出现在28亿年前,在2015年6月14日的自动化巡天调查中被位于智利的美洲天文台观测,捕捉到超新星爆发图像后的第九天,其亮度达到峰值,是普通超新星爆发的一百倍,最高亮度相当于5700亿个太阳。如果这个数字还不能让您感到吃惊,那么想象一下,整个银河系千亿颗恒星的总亮度也不过是它亮度的二十分之一。它剧烈爆发所产生的抛射物中探测不到宇宙中含量最为丰富的氢元素和氦元素。除了爆发强度惊人外,它的温度也远高于其他极亮超新星。前五十天释放了1.1×10的45次方焦耳能量。而且第九十天开始再次变亮,发出蓝光和紫外光,成为一颗蓝巨星,持续到120天。目前的超新星理论无法对它的爆发机制和能量来源给予令人满意的解释。众所周知,像太阳这样的恒星,到了流浪地球的晚期会爆发成为红巨星,然后因为质量小会塌陷成为白矮星。比太阳大1.44倍以上的会塌陷为中子星,比太阳大七倍以上的才会塌陷为黑洞。任何再大的恒星爆炸也无法达到ASASSN这么大的能量,而中子星又缺少能支撑爆炸的能量,尤其大恒星生命后期爆发后能量耗尽,要么变成中子星(包括磁星),要么变成黑洞,绝对不可能再次变亮,这基本上肯定是一起小黑洞爆炸事件,值得深入研究和分析。






蓝巨星ASASSN爆发为什么是蓝色的呢?

该蓝巨星再发光的时候是蓝色的,尤其以紫外线为主,这和常见的红巨星截然不同,说明它们很可能属于不同现象。

经过思考,我认为唯一可能是该蓝巨星是黑洞爆炸的结果。很可能第一次爆炸是普通超新星爆炸,但是超新星爆炸给附近的小黑洞提供了足够能量,正好引爆了黑洞爆炸引起了再发光。前文已经指出,小黑洞爆炸会产生微型的宇宙大爆炸,而宇宙大爆炸的特征就是空间膨胀,在黑洞爆炸的巨大能量推动下,空间发生了快速膨胀,但是由于该巨星离我们28亿光年,因此以地球为视角,它所产生的空间膨胀是朝我们方向过来的,这样该空间所有物质都高速(接近光速)飞向我们,造成了“蓝移”,因此就变蓝了。而蓝移的公式很现成,就是多普勒效应公式。如果有详细的蓝移数据,我们可以推算出这次大爆炸导致的空间膨胀速度。

除此之外,黑洞里本来就没有氢和氦,因此观测不到这两个元素很正常,但是普通超新星爆发必然会有丰富的氢和氦。

因此,蓝巨星ASASSN爆发很可能正好验证了本文的理论!

科普:红移、蓝移与多普勒效应

再科普一下红移与蓝移概念:是由光的多普勒效应造成的。当你用望远镜观察一个高速远离地球的天体时,它的光谱(说白了就是颜色)就要向红色方向移动,就是红移;当观察一个高速靠近地球的天体时,它的光谱就要向蓝色方向移动,就是蓝移。

多普勒效应主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

根据光谱的蓝移,使用多普勒效应公式就可以计算出光源的速度,也就是本次爆炸所产生的空间膨胀的速度。

谁拥有数据呢?

资料显示,美国的Peter Brown及其同事通过利用美国宇航局斯威夫特探测器和哈勃太空望远镜提供的数据详细地研究了ASASSN-15lh。如果没有斯威夫特探测器就无法完成这次检测,因为ASASSN再发光主要都是紫外光。光学观测得到的只是一定的可见光波长范围,这对ASASSN-15lh来说将错失大部分的通量和清晰的再发光。哈勃和斯威夫特是唯一能获得紫外光谱的望远镜。紫外光谱只能在太空中观测到,因此地面的天文望远镜都观测不到。希望能够接触到那些具体数据的科学家能够按照新理论进行分析计算一下。

黑洞爆炸的原理

前文已经指出,当黑洞吸收的能量达到阈值的时候,黑洞会出现爆炸,那么原理是什么呢?

黑洞里的物质结构之所以塌陷,是因为物质能量低而引力超级大,但是当黑洞物质吸收到足够能量后,物质就会有向外飞行的趋势,就好比一个被铁链绑得死死的怪兽,当怪兽吸收了足够能量,它终于有能量冲破铁链的约束,飞向外面。

能量造成向外运动趋势,我给取个名字,叫膨胀力。我们生活中的几乎所有动力都是由膨胀力产生的,比如汽油发动机,就是燃烧汽油造成油气膨胀推动马达运转,最早的蒸汽机也是烧锅炉导致蒸汽膨胀产生运动,而核电站是核裂变释放热量加热水产生蒸汽,也是通过蒸汽膨胀来实现动力。科学家们总结了四种作用力,其中有万有引力、电磁力、强作用和弱作用力,却没有膨胀力,但是膨胀力却是客观存在的,热胀冷缩,只要加热就必然发生膨胀。膨胀力被长期忽视了,实在是不应该,举个例子,火药点燃会爆炸,肯定也是力推动四分五裂,但是这个力肯定不是电磁力,也和万有引力、强作用、弱作用没什么关系,而是化学反应释放热能,热能导致分子、原子剧烈运动产生热膨胀,膨胀力导致。

同理,黑洞的物质不断吸收能量,必然也会产生膨胀力,当膨胀力大于引力,就会导致黑洞一部分物质飞离黑洞。

一旦一部分黑洞物质飞向外面,那么黑洞中心的质量就减少,引力也就减少,相当于铁链越来越松了,那么在膨胀力作用下越来越多的物质就会飞向外空,导致黑洞中心的引力会急剧减少,这样黑洞吞噬了几亿年到几百亿年,甚至几千亿年的物质失去引力约束,在膨胀力作用下瞬间都弹射出去,也就产生了所谓“空间膨胀”。黑洞质量越大,大爆炸的时候膨胀速度就越快。而且由于黑洞中心的质量不断减少,引力也急剧下降,膨胀速度确实会越来越快,与我们现在观测到的宇宙膨胀加速进行是一致的。

而这些物质都是实体,它们在真空中的相对速度是可以超过光速的,光无法超过光速是因为光是一种波,也就是电磁波,速度受制于介质,等于频率乘波长。声波也是一种波,速度也同样受制于介质,但是以超声波速度运动的导弹飞机都不少了。

实际上超过光速的现象很多,比如海水中,光就不是最快的,因为海水里的光速下降了很多,只有22.5万公里/秒,而大海里的中微子就不受海水影响,仍然以接近真空中光速运动,也就是比光速快了7万公里/秒。可见实体超过光速的现象其实是存在的。

实体速度超过光速,在宇宙中比比皆是,比如宇宙才诞生138亿年,而宇宙直径已经900亿光年,大多数星体都以超过光速相对飞行,甚至宇宙的原点,也就是宇宙大爆炸的起点,我们也永远看不到,因为根据哈勃定律v=H0*d,超过134亿光年已经远离速度达到光速,而宇宙原点离我们已经138亿光年,因此银河系正以超过光速远离宇宙原点,宇宙原点发出的光离我们只会越来越远,只是我们思维受制于相对论,不敢承认运动可以超过光速而已。

除此以外,类星体的超光速膨胀(superluminalexpansion)也表明,有时候类星体以超过光速向我们靠近。

根据相对论,速度接近光速质量会变无穷大,这个公式看起来也是不符合事实的。

类星体

1960年,科学家们陆续发现了类星体,类星体的发光能力极强,远比普通星系强数千百倍,因此类星体又有“宇宙灯塔”的称号。更令人感到吃惊的是,类星体的体积都非常小,甚至有的类星体直径不足普通星系的十万分之一,甚至百万分之一。 那么为何这么小的体积内会拥有这么强大啊能量?这个问题至今困扰着科学界,各种说法接踵而来,有科学家认为其能量来源于超新星的大爆炸,并猜测其体内每天都有超新星爆炸,因此,持这种说法的科学家认为类星体中心有一个可怕而且巨大的黑洞。

当然,这并不是最令人感到吃惊的,更令人感到吃惊的是,经过研究表明类星体的速度居然超越了人类现在所能发现的光速。这个发现来源于那颗最亮的类星体“3C273”,通过不断观察发现,在其内部有两个辐射源,并且它们还在逐渐分离,分离的速度是惊人的,可以达到每秒二百八十八万公里,要知道,这种速度是光速的9.6倍。其亮度更是高的惊人,是太阳的四万亿倍,而且也偏蓝。



根据本文理论,类星体很可能就是黑洞爆炸形成的,满足了体积小、能量大、膨胀速度快(甚至超过光速)三个要点。

总结:

本文指出了黑洞悖论以及宇宙大爆炸悖论,这些是相对论无法解释的,进而重新解释了黑洞中光无法逃逸的原因,是因为光的传递速度变得奇慢且黑洞介质吸收能力强。本文对星光实验进行了新的解释,并指出相对论无法解释为什么日全食的时候太阳边上星星和光线会变红。本文进一步重新解释了宇宙大爆炸的起因,并预言宇宙最终又会被一个超大黑洞所吞噬,并且在吸收足够能量后会再次发生宇宙大爆炸。此外还预言了小黑洞和反物质星球碰撞会发生小黑洞爆炸现象,小黑洞附近超新星爆发也有可能触发小黑洞爆炸,并找到了很可能与之对应的蓝巨星ASASSN爆发!并且能量巨大的类星体唯一能解释的能量来源就是黑洞爆炸。此外,还推论,实体运动速度是可以超过光速的。同时,认为“膨胀力”(量子力学也可能称之为暗物质的斥力)作为第五种力,值得深入研究,是宇宙大爆炸的原动力。

根据本文分析,之前大家认为黑洞、宇宙大爆炸、星光实验、引力透镜都是相对论的验证证据,现在经过再度深入研究,发现他们反而成为相对论的否定证据!

要知道真相都存在于细节中,任何一个无法解释的矛盾就说明这个理论多半就不对。


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在人类物理学中有两套关于引力的理论,分别是牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的广义相对论,在解决宏观低速运动条件下的问题时,使用万有引力定律就能得到想要的答案。而一旦需要解决接近光速或者强引力场下的问题,就需要用到爱因斯坦的广义相对论。

在牛顿的万有引力定律下科学家虽然也曾推断出类似于黑洞的“暗星”,但由于万有引力的局限性该“暗星”最后不了了之了,直到20世纪初爱因斯坦意识到万有引力定律在近光速强引力场下失效的并创立广义相对论以后,德国人卡尔.史瓦西才从引力场方程中得到了最初的“史瓦西黑洞”

根据广义相对论,光子的静止质量虽然为0但由于光子不可能静止,因此每秒三十万公里的的光子其实还是有动质量的,这说明光子也会受到黑洞强引力场的影响。

黑洞强大的引力只是扭曲了周围一小片时空,光速飞行的光子一旦到达这一片时空马上就会因为自身存在的动质量而被黑洞吞噬,从此向着奇点作永恒坠落。

大质量恒星可以偏转后方恒星的光路,这是在日全食时早已证实了的,其本质就是广义相对论中的时空扭曲,因为扭曲所以光会偏转,而黑洞就是时间扭曲到极致后的产物,因此光被困在里面出不来也就不奇怪了。


宇宙探索未解之迷


光是电磁波,所以光没有质量,引力为零。黑洞不能吸引电磁波,不能吸引光。不是黑洞把光吸住了,而是吸收了。人穿黑色衣服时,在阳光下,觉得很热,不是人把光吸住了,而是黑色衣服把光吸收了,转变成了热能。最强大的引力都没有使空间和光弯曲的能力。黑洞和大质量的天体周围有浓厚透明的大气层。比地球大气层厚得多,当光线靠近黑洞或大型天体时光线由于大气层的折射,改变了方向,就认为是引力吸引了光,使光弯曲,使时空扭曲。引力透镜和引力使时空扭曲是假象。是大气的折射作用。万有引力没有本事吸引电磁波。万有引力没有本事扭曲没有物质的空间。


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首先,黑洞并不是把光“吸”住了,万有引力并不是“力”。根据广义相对论,任何有质量的物质都会扭曲周围的时空,质量越大扭曲作用就越大。你可以想象把一个小铁球放在一张大大的类似气球橡胶材质的胶皮上,这个小球会把橡胶皮压出一个凹陷下去的坑。这时如果有另一个小球从旁边滚过,这两个小球会因为凹陷的橡胶皮而滚动到一起去。这个现象是在二维平面上的一个“空间扭曲”的模拟。两个小球互相靠近的过程就像在宇宙中两个被引力拉到一起的天体。黑洞的质量巨大,体积又很小,导致黑洞将周围时空扭曲成了一个球形。光沿直线传播,时空本身被扭曲了,所以光也沿着扭曲的时空前进,不断在被扭曲成球形的时空中打转。


伍仕175


首先,光没有质量并不完全对,光没有静质量,光永远不会停下来,只会以光速飞行。但光速飞行的光拥有动质量,它会被引力捕获!

还有一点,牛顿的经典力学是建立在绝对时空观基础上的,只适用于低速和低引力世界。而一旦上升到亚光速还有超强引力的世界,经典力学不再使用,必须用爱因斯坦的相对论诠释,从这点来讲,牛顿的经典力学只是相对论的近似表达,只不过这种近似表达在我们的世界已经足够用了,足够精确了!

那么更准确的相对论是如何解释光被黑洞吸引呢?

很简单,广义相对论把引力解释为时空的弯曲,引力只是时空弯曲的表现形式。由于黑洞能把时空弯曲但极限,而光线又必须沿着时空结构传播,所以极限弯曲的时空就把光线吞噬了,无论如何逃不出黑洞!

事实上,不只是黑洞,质量更小的恒星,比如我们的太阳也能让光线发生弯曲,因为太阳也能弯曲时空结构,科学家们通过观察已经证实了这点,也证实了广义相对论的正确性!

所以,黑洞吞噬光线没有什么矛盾!虽然相对论更为精确,但统治我们世界的还是牛顿的经典力学,因为我们生活在一个低速世界,经典力学已经够用了!


宇宙探索


其实有一些答主已经答得相当专业也相当好了。我就来简单讲讲我的看法。

牛顿的万有引力定律

很多人对于引力的观念其实还停留在牛顿的万有引力定律上,在这个牛顿理论中,有个上过高中物理课的人都熟悉的万有引力公式:

但是牛顿得出这样的公式看起来很简洁。实际上,很少人会在意牛顿其实做了一个假设:时空是平直的。这也常常被我们叫做绝对的时空观,或者机械时空观。


爱因斯坦的广义相对论

但是后来,爱因斯坦提出了不同的看法,它认为时空并不是平直的,而是可以弯曲的。

地球之所以绕着太阳转,不是太阳拽着地球在转,而是因为太阳压弯了时空,地球沿着测地线在运动。所以在爱因斯坦的体系里,引力的本质是时空的弯曲。

也就是说,任何的物质都是沿着测地线在运动,如果时空被压弯了,沿着测地线的运动路径就很可能是弯的。光也不例外,他也要沿着测地线运动,如果它经过大质量的天体,天体压弯了时空,那光的运动方向也是弯曲的。

而黑洞呢?它的质量一般都很大,时空会被黑洞严重弯曲。

所以光经过黑洞附近时,就会被向内弯曲,而无法逃离黑洞,从观测者的角度来看,就好像被黑洞吸走了一样。

从逃逸速度来理解

当然,以上都是原理的简单描述。其实我们还可以换个角度去思考。

其实我们都知道的第一宇宙速度,第二宇宙速度什么的,这其实是在说逃离一个天体的最低速度。其中我们常念叨的第二宇宙速度就是摆脱地球引力的最低速度。第三宇宙速度就是摆脱太阳系的最低速度。这个速度我们也可以叫做逃逸速度。

科学家其实就有在思考一个问题,要知道物质、信息、能量的最快速度其实是光速,那有没有可能存在一种天体,它的逃逸速度就是光速呢?

其实这个问题从牛顿时代就有人开始考虑了,拉普拉斯甚至把这个天体命名为暗星。不过真的做出预测的科学家是史瓦西,通过爱因斯坦的广义相对论引力场方程预测的。而其中史瓦西半径指的就是光不能逃离的天体半径。


钟铭聊科学


宇宙是量子涨落的海洋,宇宙天体必须在运动中存在于量子涨落海洋中,静止的物质在量子涨落海洋中就沉下去了,所以看见的大部分空间是空洞的。运动中的星球也会造成量子涨落的压力分布落差,形成曲率空间,就形成时间,光线在星际中流动也会按照曲率的曲面行走,引力透射就此产生。黑洞是一个特例,黑洞是巨大星球的量子死亡,量子纠缠和自旋消失,表现为塌陷,量子涨落的海洋就犹如一个量子真空,任何量子都会跌入其中,光子也不例外,对人类来看是引力吸入。这种引力形成是因为量子涨落海洋中的量子真空,比星球运动形成的空间曲率更加大,光线被奇点曲率吸入,所以看不见,就叫黑洞。





怼链弹经


这是唯本质问题,超越唯象论。换句话说,现代科学原理与所谓原理,都是无能为力的。

本质性的疑问络绎不绝,预示着国人正在苦苦寻求唯本论,预示着一场物理学风暴。

唯本论,是基于超对称原理与色空亦空哲理,从本质上建立解释现象的科学方法论。

当然,经典动力学的基本原理与实验方程,依然是唯本论的科学实证主义基础。

以下,先依次就涉及光·引力·空间·质量的40个问题,给出唯本论的解释,这一部分有点长,限于篇幅没解释电与磁。然后才可能有令人信服的对本题的解释。

关于光,解释10个疑难问题

①光是什么?②光有连续性吗?③光怎么发生?④光被推压向前的吗?⑤光是被吸引向前的吗?⑥真空光速为何最大?⑦光子是什么?⑧光子的质量?⑨光子的半径?⑩光子的归宿?

光是真空场被运动电荷激发的电磁波现象,光的本质是真空场(以下简称场)。

场是不可见的,故电磁波是不可见的。所谓380~700nm可见光只有与电荷(±e)碰撞,才被人类视细胞看见,这是大自然的恩赐。


▲说光谱不连续未必可信,因为有1s轨道的21公分线已经很弱,而远核点进动速度很慢。

光谱分析仪,对频率较高的电磁波有所察觉。换句话说,人类可以测量场的特性参数。所谓的暗物质与暗能量,其实就是场物质。

光的发生机制:实体有原子,有核外电子(e⁻)与核内电子(e⁺或Ze),电子绕核运动切割核电荷(e⁺)磁力线的洛伦兹力或动生电动势,总是周期性的激发真空场产生电磁波。

原子光谱成因:核外电子绕核做椭圆震荡。其近核点高速进动,激发高频电磁波;其远核点低速进动,激发低频电磁波。

根据光电方程:½mv²=hf...(1),电子速度区间毕竟有限,原子光谱带宽是还是较窄的。

光的传播:既有被电子推压,也有被场拉引。因为原子内空间的场能密较高,远处的场能密较低,低能场有吸纳高能场的引力。

场是连续性的波,光是连续性的无空隙物质。换句话说,光只是波,没有波粒二象性。

光子的意义:根据(1),电子瞬时动能(½mv²)对应某个能量子(hf),这是函数关系,并不意味着光子是离散性量子。

仅仅是测算技巧,不妨把光量化,说光子是漩涡球,半径:r=λ/2π,体积:V=4.2r³。

这样做的好处是:避免说光子是零维质点,导致光子能密无穷大的谬论。

频率越高光子体积越小穿透性越强,甚至把中微子看成最高频光子,免去中微子能密灾难。

光子的质量:谁也说不清,是相对论与量子论的死结,以下推导“光子质量≡电子质量”。

LHC正负电子湮灭反应。两电子在两逆向磁场加速。回旋若干圈两电子几乎光速v≈c。两电子总动能Ek=2×½mc²=2×0.51M (eV),

然后两电子碰撞湮灭为两光子,释放2×0.51 M(eV)的辐射能,完整方程是:

e⁻(0.51)+e⁺(0.51)=γ⁻+γ⁺+2×0.51。

左边动能ΣEk=2×0.51,左边质量Σm=2e。 右边能量ΣE(γ)= 2×0.51, 右边质量Σm'=2γ。

可见,能量守恒ΣEk(e)=ΣE(γ)=1.02MeV,质量守恒:2e=2γ,即:e=γ=9.1×10⁻³¹kg。

光子的速度:根据c²=1/ε₀μ₀...(2),光速只取决于场的介电常数与磁导率,与光源无关。光子在玻璃体内急遽减速到约0.67c,是因为与电子碰撞散射,延长了光程。其实光子在原子内空间的速度依然是c。光子在晶体内由于与价电子碰撞概论太大而全被吸收,光速为零。

光子的归宿:即光子最终变成什么?好比一石激起千层浪,初始频率最高,而后不断衰减红移,直至最低频率,密度极低,几乎是绝对零度的超真空,即所谓的混沌。

关于引力,解释10个疑难问题

①引力怎么产生?②引力是连续的吗?③引力怎么产生?④引力被推向前?⑤引力被拉向前?⑥引力子是什么?⑦引力子质量?⑧引力子半径?⑨磁力是引力吗?⑩引力子的归宿?

引力的成因:根据F=GMm/R²...(3),显然,引力与质子个数成正比,与场半径平方成反比。

中子是质子与电子的复合粒子,其中的中微子可看成光子。中子质量≈质子质量。

根据h=mcλ...(4),反推:mc²=hf...(5),m是电子质量,公式(5)可称引力子方程。

左边的mc²=F·r=(mc²/r)r,F是电子以光速自旋的惯性离心力(=真空场引力)。mc²是电子自旋势能(或角动能),相当于电子自旋两极的磁偶极矩。这就是引力发生的机制。

右边的hf,是电子自旋的磁偶极矩推压或激发真空引力场的能量子,其势能梯度,与电子自旋的惯性离心力相抗衡,即:F=mc²/r。

1个电子自旋激发的引力势能,就是1个真空场的引力辐射的能量子,即引力子的固有势能。

引力子质量,就是引力子所占空间的质量,恒等于电子质量,即:引力子质量≡电子质量。

与光子一样,引力子也可模拟为漩涡球,其半径:r=λ/2π,体积:V=4.2r³。

显然,电子两极附近引力子初始频率最高,而后逐渐衰减降频红移。

从电子惯性势能U=mc²得到引力子势能hf,进而可求引力波频率与引力波波长:f=mc²/h...(6),λ=h/mc...(7)。

电子引力场,是最小的引力单元,也是磁力单元,是1个磁力子或基本磁荷。电荷是按电子切割质子电荷磁力线的一个指标。

类比:电风扇正面有斥力,呈现推压性的磁力线;背面有场引力,呈现吸纳性的磁力线。

正反面或南北极之间有一个“负压差”,是电风扇惯性离心力对应的真空场引力。

质子以光速自旋,激发引力子个数是1838个电子引力波的叠加,波长:λ=h/m*c。

质子引力场强度:F=m*c²/R...(8),就是所谓的强核力。

由于同极相斥异极相吸,强核力在大粒子尺度下,被大大弱化,表现为万有引力。

由于质子核力被核内电磁力削弱,使得中子很不稳定,中子的结合力表现为弱核力。

引力子的归宿:与光量子的归宿一样,也有遵守熵增加法则,也会逐渐降频红移。20161014 LIGO报告的引力波频率只有50赫兹。

关于空间,解释10个疑难问题:

①空间是什么?②真空场存在吗?③空间连续吗?④空间可隔断?⑤空间运动吗?⑥空间是暗物质?⑦场量子有吗?⑧场量子质量?⑨场量子半径?⑩场量子的归宿?

空间的定义:空间是实体的内空间与外空间的总和。内空间是高密度的真空场,外空间是低密度的真空场。

场,是连续的无间隙的介质,是吸纳传播力/能/热/动量的载体,是构造万物的基底物质。

场量子,是空间或真空的基本单元,是引力子与光量子的统称,场量子质量≡电子质量。

场量子比电子大很多。能密最大的场量子或引力子的波长最短:λ=h/cm =2.42pm,最小半径r=λ/2π=0.39pm。电子仅有2.82fm。

1个电子由1个场量子压缩而成。1个质子含1838个场量子。1个光子或引力子含1个场量子。1个缪子含105.7÷0.51=207个场量子。

空间的特性:空间是连续不断的。但也可被实体或内空间无缝隙隔断。换句话说,内空间与外空间的彼此断开的。

车蝇同行现象:密封良好的驾驶室空间,是汽车实体的内空间。汽车高速运动,苍蝇可在内空间飞舞。

若内外空间连通,则苍蝇无法飞舞。内空间是随同实体运动的,因此有:

内空间囚禁定律:实体或粒子的内空间被囚禁的,与外空间没有质量与能量的交换。

这可以解释,粒子为什么保持独立存在。囚禁的原因,还是粒子的真空引力场。

原子的内外空间是绝缘的,因此原子与原子不可能靠的太近。电子的内外空间是绝缘的,因此电子与原子核不能靠的太近。

空间或真空场,是一种无形物质,没有明确的形态,可通过电磁波与引力波表现出来。

真空场很难表现出质量效应,因为密度太小了,对质量检测仪极不敏感。

尤其忽视胶子或结合能或场密度,导致“质量亏损”即质量与能量皆不守恒的谬论。


▲氘的pn结合能为E₁,氚的pn|n的结合能E₂=17.52MeV,氦的pn|pn的结合能E₃=3.52MeV。多余能量E₄=14.06MeV

把方程²₁H+³₁H=⁴₂He+n写成pn(E₁)+pnn(E₂) =pnpn(E₁+E₃)+n+E₄,能量守恒:E₁+E₂=E₁+E₃+E₄,质量守恒:pn+pnn=pnpn+n。

关于质量,思考并回答10个问题

①物质是什么?②物质的分类?③质量是什么?④质量的成因?⑤质量的载体?⑥质量含能量么?⑦电子质量的成因?⑧介子质量的成因?⑨惯性质量的成因?⑩引力质量的成因?

物质定义:物质是实体的内空间密度与外空间密度的总和或总称。

两类物质:实体物质——是高密度的场物质,是只含费米子质量的物质;空间物质——是低密度的场物质,是只含玻色子质量的物质。

互为因果:费米子惯性质量(M)与玻色子引力质量(M')是相互制衡的超对称关系:M≡M'。换句话说:Vρ=V'ρ',M=V'ρ'=4.2R'³ρ'...(9)。

方程(9)叫场半径方程,式中,R'是亚原子/大粒子/物体/天体的引力场半径,ρ'是实体外空间的平均质量密度。公式的意义非常,不言自明。

质量成因:质量是物质保持自我独立存在的固有属性。唯有归根结底的质子与电子的光速自旋与场量子的超对称制约,才使得二者具有极其稳定几乎永恒的存在。

实体质量,是费米子质量的总和。费米子质量主要取决于质子以光速自旋而引发惯性力质量,并有场的引力质量的制衡。

空间质量,是玻色子质量的总和。玻色子质量取决于场量子(引力子与光量子)质量的总和。玻色子质量皆可折算为场量子质量的倍数。

质量的载体:质量/能量/动量/引力的载体,归根结底都是场物质。场载体只有两类——引力场与电磁场。

引力场,负责承载引力波、引力引力势能。无独有偶:电磁场,负责承载非引力效应的电磁波、机械波、电磁辐射能、电势能、电动势。

质量含能量:质量对应的惯性势能是物质的固有属性。正如,惯性质量=质子质量+电子质量≈质子质量;惯性势能=质子势能+电子势能≈质子势能。

惯性质量是永恒的常量,即便费米子湮灭为场量子,惯性质量依然守恒。

质量就是质量,不可与能量混为一谈。其实,能量守恒的本质是动能或辐射能的守恒。

强度一点:空间的引力质量与实体的惯性质量,是相互制衡的等量对应关系。

空间密度太小,场的质量太不敏感,通常被忽略不计。但是在热核反应与湮灭反应中,场质量极其敏感,否则就会导致质量亏损的困惑。

所谓的光子可以被实体吸引或吸纳?

光子是真空场的量子单元,真空场因为低能密而具有洼地效应的万有吸引力。

光子同样如此,光子与引力子一样,可吸纳/包容/承载/传播/附着在其他物质上。

黑洞具有超强引力透镜效应,是因为黑洞内部高能质子与高能电子剧烈的简并压运动,会释放大量超高温等离子体。

这些等离子体高浓度聚集黑洞外空间附近,与外来光子发生大概率剧烈碰撞,导致光子要么被降频红移 要么被完全等离子体吸附而升温或加速震荡。

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