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相對論的一個基礎假設是光速是宇宙速度上限,那麼黑洞附近的光速還是常數嗎?還是三十萬嗎?
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  • 1 # 賴仲達

    謝謝邀請。題主問的這個問題,其實很奇怪。為什麼在黑洞附近光速就一定要減低或者增加呢。科學上告訴我們光速在整個宇宙當中都應當是c,也就是三十萬千米一秒。這是因為相對論的限制。在十九世紀的末期,科學家發現了一個很奇怪的方程組,如果把麥克斯韋方程組和伽利略變換。協變一下,傳統科學意義上的運動和相對運動,都會發生改變。物體運動速度將決定物體本身時間測度的變化。也就是說物體本身可能會發生時間變慢的效果,這就是愛因斯坦理論當中的洛倫茲變換。這個洛倫茲變換預示著宇宙當中的空間,可能是隨著運動速度而改變的,並給出了符合當時幾個理論和實驗結果的函式。而在其中,愛因斯坦發現。倘若光速是可以改變的,那麼整個系統理論都會崩潰。因此愛因斯坦假設光速本身是不可改變的。光速就是一個恆定值。他是c。

    而進一步推導。愛因斯坦發現。光速西不僅不能變。還不能超過。因為倘若一旦超過光速。這個物質的質量。就會變成複數,也就是根號負數。在物理學上這樣的數是沒有任何意義的。因此,愛因斯坦認為光速不可超。同時將這個方程和愛因斯坦另一個質能方程推導起來,我們還能得出一個結論,那就是超過光速,能量也會趨向於無窮大。所以光速既不能超也不能變。

    講完相對論,我們再講黑洞。

    黑洞的物理發現是怎麼來的呢,答案很簡單。黑洞本身是科學家猜測的一個存在物體,我們知道任何物體都有引力在相互吸引。那麼倘若要逃脫這個物體的引力,就得有一個速度。通常小的物體,這種速度是可以忽略不計的。但是大的物體就得開始計算了,這個物體我們稱之為恆星,或者行星。在比如說地球這樣的行星上。倘若我們想要脫離地球就得有一個恆定的速度一直往外飛去,這個速度我們叫做第一宇宙速度,它就是脫離引力的速度。

    任何大質量星體都有一個這個的速度。因此,這個速度。我們通常用引力來計算它,它的質量越大。逃脫它的速度就越來越高。那麼倘若有一個星體質量非常大,倘若需要光速才能脫離它,那麼這個星體就會變成黑洞,光也不能脫離。離開這個星體需要無窮大的引力能量,這樣,星體本身的密度也是無窮大的,這就是黑洞的特性。

    可是,沒有任何一種理論說黑洞附近光會變,光只是不能脫離而已。

  • 2 # 何斌147333039

    謝謝邀請!相對論中的光速是認識宇宙的基礎,隨著人們發現和認知手段越來越遙遠,前輩們的‘’真理‘’隨時可能被新的發現而動搖。從黑洞的發現到現在漸漸的瞭解,可以肯定光速並非宇宙中唯一的速度上限。我們知道宇宙中的黑洞具有吞食一切的能力,包括光都難以逃逸。當光子到達黑洞周邊範圍時可能被撕裂、被加速或變向等等,直到最後終結再以另一種物態出現。光在到達旋轉的黑洞周邊時被控制或吸入,每個點每個面的光速肯定不一樣。這樣宇宙中的光速每小時三十萬公里在黑洞面前也不再是常數了。

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