問:我們知道黑洞會(huì)對物體產(chǎn)生引力作用。那么,為什么無質(zhì)量的光子進(jìn)入黑洞之后卻無法逃脫出來?萬有引力不是與質(zhì)量有關(guān)的嗎?黑洞之中是否還有另一種力還是光有質(zhì)量的嗎? 答:這是一個(gè)很好的問題! 如果根據(jù)牛頓的引力理論,作用在質(zhì)量為0的粒子上的引力將是為零,所以引力不應(yīng)會(huì)影響到光。事實(shí)上,根據(jù)牛頓引力定律,黑洞應(yīng)該不存在:無論引力有多么強(qiáng)大,光總是能逃脫! 然而,我們知道牛頓的引力定律只在某些情況下是正確的,即粒子運(yùn)動(dòng)的速度要比光速慢得多,這時(shí)的引力較弱。但這肯定不是黑洞附近的情況!在我們試圖理解黑洞是怎么回事的時(shí)候,我們需要考慮更一般的引力定律,這就是愛因斯坦的廣義相對論(General Relativity)。
根據(jù)廣義相對論,引力不是一種力!相反,引力只是影響所測的距離有多遠(yuǎn),以及從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的最短路徑是怎樣的形狀……所有粒子都會(huì)沿著這些“最短路徑”運(yùn)動(dòng)。注意,到目前為止,我這里并未提及質(zhì)量,因?yàn)檫@個(gè)法則適用于所有的物質(zhì)和能量,無論它們是否具有質(zhì)量!實(shí)際上就是引力的本質(zhì)就是使空間發(fā)生彎曲,在此的物體都會(huì)沿著這個(gè)彎曲的空間運(yùn)動(dòng),包括光在內(nèi)。 結(jié)果是在非??拷诙吹牡胤?,這些最短路徑?jīng)]有穿過事件視界……因而,包括光在內(nèi)的任何東西都無法逃脫黑洞的引力場! |
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