黑洞|为什么光子没有质量,还可以被黑洞吸引?( 二 )


在相对论中 , 爱因斯坦抛弃了牛顿的引力观点 , 或者说不需要引力这个概念了 。 爱因斯坦引入了空间弯曲的概念 , 认为引力的本质实际上是空间弯曲 。 质量越大的物体 , 对空间的弯曲程度也就越大 。
如图所示 , 空间弯曲导致的光线偏折现象
通常我们认为光是沿直线传播的 , 实际上光是沿空间中的测地线(两点之间最短距离)传播的 。 当空间被弯曲 , 光也就只能跟着走曲线 , 于是在我们看来光就被黑洞吸引了 。 实际上它们之间并不存在力的作用 , 在此基础上 , 光有没有动质量也就无所谓了 。 光线被恒星偏折时 , 偏折角只与恒星的质量有关 , 与光的动质量无关 。
黑洞是一个神秘的天体 , 因为黑洞表面(视界面)的逃逸速度大于光速 , 当光闯进黑洞里面就再也出不来了 , 因此用传统天文观测方法是看不见黑洞的 , 需要用到引力波 。 理论猜测 , 黑洞中心有一个密度无限大、体积无限小的奇点 。 在人类还没有发现黑洞之前 , 科学家就从相对论中推导出了黑洞的存在 , 黑洞内部的空间被无限弯曲 , 时空曲率无限大 。
实际上 , 任何有质量的物体都能够使空间弯曲 , 不过只有像太阳、黑洞这样的大质量天体才能够使空间产生较大的弯曲效果 , 人类才能够发现光线偏折现象 。 在我们看来 , 光被这些强引力源吸引了 。
如图所示 , 光掉进了黑洞
结语 由此可见 , 不管光有没有质量 , 都会被黑洞吸引 , 因为黑洞周围的时空弯曲很厉害 , 以至于连光也要走曲线 。
通过这个问题 , 让大家认识到了相对论力学为什么比经典力学更加完善 。 传统的经典力学具有局限性 , 只适用于低速、弱引力场下的宏观运动 , 要想准确描述高速、强引力场下的情况 , 就需要相对论出马了 。