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光为什么不能从黑洞中逃脱?

2020-05-12 11:01:10   频道: 常识
如果你完全坚守着牛顿的万有引力,那么解释黑洞这个问题就变得非常困难了。我们在日常的活动中如玩撞球或掷球时,牛顿定律被使用得很好——甚至连火箭发射都是遵循牛顿定律的。但是当它面对向黑洞这样复杂的问题时,你不得不开始考虑是什么引力在空间中起作用。这就是爱因斯坦在20世纪早期所研究的问题。他的引力理论认为引力影响着一个叫做时空的由时间和空间组成的组合体。爱因斯坦认为引力扭曲了时空,以至于光不能沿着直线前进。从A点到B点之间直线运行是最快的方式,除非它沿的并不是直线。这将帮助你去理解如下问题:你也许会认为从伦敦到加拿大西海岸的温哥华最便捷的方式就是沿着直线飞越过太平洋,但实际并不是这样。它们会先向北飞向苏格兰,然后穿越格陵兰的上方,因为这才是最直接并且最短的航程,虽然它看起来并不是。这个世界在我们的视界里就是一个平面——我们使用的所有地图都是平的——所以看起来直线穿越大海好像是最短的路线。但是如果你看着一个地球仪——这个世界的真实模拟物,你会很容易的发现最短的路线是穿越过格陵兰的一个大圆弧。这同样适用于时空。在我们看来太空是一个平面,而且这个观点被广泛接受,即使是对我们最想做的事即登上月球也是如此。但是,一旦我们开始讨论太空中引力非常强的那些地方——例如黑洞——我们就不得不开始考虑时空中引力的作用。想象这里有一张划有一条直线的蹦床,如果你将一包很重的马铃薯放在它的中间,蹦床将向中间陷下去,而这条直线也不再是直的。这时如果你将一个弹球从蹦床的一头滚到另一头,在蹦床上它不会沿着一条直线前进,而是会在蹦床上曲线前进。而那就是时空和光线之间发生的事。引力扭曲了时空,而光跟随着已经被引力弯曲的直线穿越时空。黑洞将时空扭曲得太厉害以至于直线实际上已经被弯曲成一个圆,而光就沿着圆形轨道不停地旋转,直至消失。所以说,光是无法从黑洞中逃脱的。由于黑洞强大引力的作用,恒星上的气体不断被吸引过来,并形成一个旋涡——吸积盘——围绕着黑洞。
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