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光为什么不能从黑洞中逃脱?
黑洞,引力,质量光为什么不能从黑洞中逃脱?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
当然如果在黑洞史瓦西半径以外,也就是事件视界外面那个可以看得到光的地方,逃逸速度就不需要光速了,理论上接近黑洞的物质还是有逃脱可能的。
但据观测研究,黑洞吸积盘的旋转速度有些达到光速的一半,有的甚至接近光速。
而狭义相对论认为有静质量的物质是根本无法达到光速的,这些围绕着黑洞旋转的物质之所以达到这么高的速度,也是因为受到黑洞引力弹弓效应的加速,才到达那么快速度的,因此即便在黑洞事件视界之外,一旦被黑洞捕获,要逃脱也非常困难。
这就是光不能从黑洞中逃脱的原因,是人类目前对黑洞的一些认知。相信随着科学发现研究的继续深入,人类对黑洞会有更多的了解。
就是这样,欢迎讨论。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
爱因斯坦的广义相对论把引力描述成了“质量扭曲时空产生的几何跌落”,而真空中的光只会沿着测地线飞...
广义相对论提出后不久,英国天文学家爱丁顿就准备在日食的时候观测太阳周围的恒星位置,然后再在晚上观测同一天区内的同一批恒星,通过比对它们的位置来验证“太阳引力究竟有没有偏折周围恒星发出的光?”
经历重重险阻后爱丁顿的团队终于证明了广义相对论的正确性,“引力偏折光线”也确实存在,不过诺奖委员会觉得爱丁顿的实验精度不够,所以后来广义相对论并没有获得诺贝尔物理学奖。
太阳作为一颗中等质量的黄矮星,其质量都足以扭曲光线,而黑洞作为宇宙中质量最大引力最强的一类天体,光线在途径黑洞时会发生什么情况呢?
答案是被黑洞“拐进去绕圈圈”
宇宙时空可以近似理解为一张“充满弹性”的薄膜,太阳只在这张膜上压出了小小的凹痕,所以每秒三十万公里的光在经过太阳身边时只会稍微偏折一下,而后继续以光速前行,但黑洞作为宇宙中质量最大的天体,它在时空薄膜上压出的凹陷要比太阳“深”得多。
于是乎当每秒三十万公里的光经过黑洞周围时,它的前进路线会在黑洞引力作用下被严重扭曲,最后结果就是“陷入”黑洞的引力深井中出不来,或者说“黑洞强大的引力使得逃逸速度超过了光速,所以光飞不出黑洞”
虽然光无法从黑洞中逃脱,但已故物理学家霍金生前曾根据量子力学中的“量子涨落”推断出黑洞周围的“正反虚粒子湮灭”必将不断带走黑洞的质量,从外界看来就好像黑洞自身发出的“辐射”或者黑洞在“蒸发”一样,理论上只要时间足够长,霍金辐射就能让一个黑洞消失。
霍金去世这几年来人类虽然拍到了第一张黑洞照片,但由于质量越大发黑洞霍金辐射越弱,所以“黑洞蒸发”理论目前还处于待验证阶段,我们也期待那一天到来。
回答于 2019-09-11 08:43:50
当一个物体接近速度时,它的质量变得越来越小,直到它达到渐近光速,并且变得几乎无质量、永恒和无空间。光子的能量越多,波长越小,频率越高,剩余质量越高。从技术上讲,你自己(和整个星球)就像某个参照系中的一组光子(例如,一个以非常高的速度与我们的方向相反的星系)。我认为重力影响光子是因为虽然它们没有质量(根据定义,当它以光速运动时,它没有质量),但因为它们没有质量,是能量的光子束。
黑洞以一种方式影响时空的因果结构,即黑洞内所有的光都位于它的视界内。 虽然光子没有质量,但它们有能量,必须服从弯曲时空的几何形状。因为所有的未来都在黑洞事件视界之内,光子被困在黑洞里。 重力是扭曲时空结构的力量。在日食期间,科学家们已经看到离太阳很近的遥远恒星发出的光改变了它们的路径,所以证明了光受重力的影响。
既然知道光受到重力的影响,一定也知道黑洞的引力是巨大的。因为地球上的任何东西都需要有一个最小的速度来克服地球的引力(称为逃逸速度),这是人类已经能够实现的,所以我们的宇宙飞船和火箭到达了太空。但是克服黑洞引力所需的逃逸速度大于光速。正如我们所知,没有什么比光传播得更快,所以黑洞吞噬了任何东西和靠近它的一切。
如果你想象这条双曲线,你可以看到如果你把一束光射向加速物体超过一定距离,它将永远不会到达。 就好像地平线,地平线另外一侧没有光到达你。黑洞的视界与此类似。如果你悬停在一个黑洞上,你是在一个加速参照系中,所以视界存在于事件视界。如果观察者停止加速,地平线消失。黑洞附近的观察者停止加速,如果它开始向黑洞自由落体,它的运动就变成惯性,所以视界也应该消失。但是由于重力不均匀,事件视界不会消失,而是在落入观察者之下。
回答于 2019-09-11 08:43:50
都被撕裂了。。不能亮了!
回答于 2019-09-11 08:43:50
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