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光没有质量,为什么会被黑洞吸进去?

光没有质量,黑洞为什么可以吸住光?光并不是被黑洞吸进去的,而是本身走进的。

关于引力,今朝有两种描述:

(1)牛顿经典物理,万有引力

(2)爱因斯坦广义相对论,时空几何

牛顿万有引力,被黑洞“吞噬”的光

宇宙质量为王,想要当作为黑洞需要足够的大的质量,除此之外还有别的一个关头身分:密度。演酿成黑洞的恒星质量比黑洞还大,但它却无法把光吸进去,因为它体积(半径)太大,不敷密集,是以单元空间内的质量大小才是决议引力的关头身分,光之所以无法逃走黑洞就是因为黑洞足够的致密,例如火箭可以飞出地球,但若是把地球压缩到玻璃球大小就会当作为一个“超小型”黑洞(忽略蒸发),那么当光进入这个超小黑洞时也无法逃走。

火箭可以升空,小球抛出去会落回地面,这本家儿要取决于逃离地球的速度。

山上的炮弹会因为引力下落,但现实上它会比我们预想中跑得更远,因为地球是圆的,我们不克不及以地面是平的来权衡它。

若是炮弹达到一个更快的速度,炮弹就有可能在引力的感化下,绕地球扭转。

若是炮弹继续加大炮弹的速度,那么就可以像火箭一样解脱地球的节制,即当作功逃逸。

环抱地球运行的速度,我们称之为地球的第一宇宙速度,火箭的速度我们称之为逃逸速度。

经由过程牛顿定律和万有引力公式我们可以获得逃逸速度的公式。

由逃逸速度可以看出,一个天体的逃逸速度本家儿要取决于天体自己的质量(正比)与天体自己的半径(反比),而且与逃逸的物质自己的质量大小无关。一个天体的逃逸速度越大,也预示着天体的引力越强,当一个天体的质量足够大,半径足够小,导致它的逃逸速度大于光速,那么光将无法从这个天体逃走。宇宙中良多恒星的质量都很大,但只有黑洞的半径(体积)才足够小,是以大质量恒星只能使光线发生偏转,只有黑洞才可以吞噬光。

黑洞的形当作

天体的质量越大,引力坍缩的感化就越强,内部彼此挤压,物质标的目的内缩短。当质量足够大,内部高温高压下就会触发核聚变,标的目的外辐射能量来抵当天体标的目的内缩短。当核聚变的燃料用尽,恒星就会继续缩短。

按照泡利不相容道理,两个(以上)电子不克不及占有不异的量子态,电子简并压力可以招架引力进一步坍缩,然后若是恒星的质量跨越钱德拉塞卡极限(1.44个太阳),那么电子就会被压入原子核中,使带正电的质子改变当作中子,并释放能量和中微子,此刻恒星就会当作为一颗全数由中子组成的中子星,有中子简并压力来反对引力进一步坍缩。

若是恒星的质量跨越奥本海默极限(3.2个太阳),那么中子简并压力也招架不了引力坍缩当作奇点。

奇点是一个点,物质之所以会坍缩当作一个点是因为物质由费米子与玻色子组成,玻色子在费米子之间传递着能量,使物质可以维持不变布局,光子、胶子等玻色子静态质量都为零以光速活动,当引力足够大,使光速活动的玻色子路径发生扭曲,那么物质的布局将会崩塌,所有物质城市被拆解当作零维的粒子,甚至更小的人类未知的粒子。

爱因斯坦“走错路”的光

在爱因斯坦的《广义相对论》中,引力不是“力”,而是一种现象,是时空几何性质。

惠勒解读《广义相对论》中的引力说:

Spacetime tells matter how to move; matter tells spacetime how to curve。

物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何活动

1919年爱丁顿在日食不雅测发现了太阳背后远处星系的光线在颠末太阳时发生了偏转,经由过程太阳质量“压弯”了时空,光线经由过程弯曲的时空,改变了本来的“直线”路径,使光线所呈现的星系位置与现实位置发生了偏移证实了《广义相对论》。

奇点存在于点单元空间内,这是大质量恒星“浓缩”的一个点,以极大质量的“一点之力”弯曲了空间,曲率极大。光是沿直线传布的,这一点自始至终都没有改变,改变的是空间。两个点间穿过一条线,两点间路径最短的是直线。光在颠末弯曲空间时也遵循着这条定理,弯曲的空间中的直线是测地线。

黑洞因为曲率极大,所有路径都指标的目的了奇点,是以一旦光接近黑洞光也逃走不出的曲率临界点,那么它将沿着“它所认为的直线”自愿地走标的目的奇点,这并非是引利巴它拉进去的。而这个临界点就是视界,在视界半径内所有的光都走标的目的了奇点,是以在视界内毫无光亮可言,形当作视觉的边界,我们把这个奇点在中间,视界“包裹”着它的天体叫做黑洞。

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