為什麼沒有質量的光也會被黑洞所吸引,被吸進黑洞的光到底在裡面做什麼?
黑洞是宇宙之中的一種天體,從本質上來講和地球這樣的行星以及太陽這樣的恆星都沒有區別,都是一種天體。但不同的在於黑洞擁有無窮大的質量和密度,這就決定了黑洞有無窮大的引力,能夠將一切吸引并吞噬。當然黑洞本身並不是一個洞,只是由於黑洞強大的引力會將一切吸進的物質牢牢鎖住,沒有任何物質可以逃逸而出,就連光也不行,所以我們無法看到黑洞內部的世界,而這能看到與不能看到的界限就被稱之為黑洞的視界。正是因為無法看到,所以我們會感覺黑洞就是一個洞,名字也就由此而來。
現在問題來了,光是一種物質,但是與這個世界上的其他物質具有明顯的區別,那就是光沒有質量,一個沒有質量的物質為什麼會被黑洞所吸引,而且還無法逃逸而出呢?這是一個很有科學性的問題。要解答這個問題,我們先要從引力談起,何為引力?引力從何而來?如果你還抱持著牛頓的世界觀,那麼是很難理解這個問題的,現在我們已經跨入了愛因斯坦的世界,這是一場萬有引力向時空彎曲的轉變。根據廣義相對論,引力的本質實際上是時空的彎曲。所謂時空的彎曲,我們可以用一個例子來進行說明。
就如同我們展開一塊懸空的桌布,當有物體放置於桌布之上的時候,桌布會以物體為中心向下凹陷,這種凹陷就可以被理解為是引力的本質。所以很容易我們就會發現,引力是由質量產生的。但是引力又不僅僅是由質量產生的,在這個世界上除了質量,還有能量。實際上廣義相對論中也做出了相關的闡述,不僅質量會導致時空的彎曲,能量同樣也會對時空彎曲造成影響。比如兩個臨近星體之間運動所產生的動能會增強引力效應就是一個很好的證明。所以結論就是質量能夠產生引力,能量同樣能夠產生引力。
而光雖然沒有靜止質量,但是光顯然具有能量,而質量與能量之間又可以相互轉化,所以光同樣也會受到引力的作用。既然如此,光會被黑洞所吸引就十分正常了。那麼為什麼被黑洞所吸引的光無法逃逸而出呢?因為要擺脫一個天體的束縛,就必須要具有克服這個天體引力的速度,比如要克服地球引力將宇宙飛船發射出去,就必須要至少具有每秒鐘11.2千米的速度。而黑洞的逃逸速度超過了每秒鐘30萬千米,這個速度顯然超越了光速,所以光也無法擺脫黑洞引力的束縛。自然也就不能夠從黑洞內部逃逸而出了。
既然進入黑洞的光無法逃逸而出,那麼一個有趣的問題又出現了,這些光在黑洞內部做什麼呢?光與其他的物質不同,其他的物質可能處於靜止狀態,而光自從產生的一刻起就是運動著的,運動很可能就是光的基礎屬性,我們有誰見過靜止的光嗎?所以即使是進入了黑洞內部,光同樣應該是處於不斷運動之中的,如果說光會一直向黑洞的正中心奔去,那麼到達之後光又會發生什麼變化呢?在黑洞內部四處奔走顯然不符合科學原理,在黑洞中點靜止不動也不科學。你認為在黑洞內部的光會做什麼呢?是奔向某處?還是會和黑洞融為一體呢?
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