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1 # 工學腦洞
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2 # 千辰八霸天文宇客
正確的說是超強引力的讓路過的光路線發生扭曲,同時也讓周圍的時空發生扭曲,從而吞下週圍的一切物質,包括光。
光雖然沒有質量,但是它有能量。我們可以引用愛因斯坦相對論和質能轉換公式:
E=MC²,再利用普朗克的光子能量大小表示式
E=hv定律,可以得出M=hv/c²的方程(h為普朗克常數,v為電磁輻射頻率)。計算得出大質量天體的能量對光引力的大小。
在宇宙中,任何大質量天體對光都有一定的扭曲,只不過密度不同對光的扭曲度也不相同。如果是黑洞這種超大密度天體要另當別論,它有足夠大的引力將經過的光全盤吞下,連渣都不會吐出來。
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3 # 淡漠乾坤
如果我們在海水中放置一個排球️,排球會隨著海浪漂泊。這是排球自由的狀態,此時水分子對排球的碰撞是對稱性最大的。
由於光子的本徵參量即其角動量為普朗克常數h大於零,具有不變性。說明光子是宇宙中不可再分的最小粒子,其質量和半徑都是大於零的。
又由於宇宙是一個有機的整體,不存在絕對獨立和自由的物體。宇宙可以劃分為兩大類,其一是作為物理物件的物質,其二是作為物理背景的空間。前者是由高能量子組成的封閉體系,後者則是由基態量子構成的空間。光子是受到激發的量子,屬於能量的範疇。
黑洞是指物質密度極高的物體。由於物質密度大、距離短,所以黑洞的引力勢能巨大,以至於連光子都無法逃逸,並因此而得名。
那麼黑洞是如何限制光子行動的呢?
從物理學上來說,我們可以認為,是因為光子受到了黑洞引力的拖拽。這實際上只是一種形象的說法,力是人類發明的概念,是人體肌肉的一種直覺的感受。
在宇宙中是不存在力的,現代物理已經用相互作用取代了力的使用。實際上,光子就像排球一樣漂浮在量子空間,處於量子碰撞對稱性最大的狀態。
導致量子空間不對稱的原因,是由於黑洞的存在,其輻射的熱能使臨近的量子空間形成熱的梯度分佈。由於能量大的量子具有更高的穿透性,會減少空間量子的有效碰撞。所以,處於黑洞內的光子前後受到量子碰撞是不對稱的,抵消了光子離開黑洞的能量。
因此,黑洞中的光子並沒有感受到力的存在,只是由於光子的體積大於零,可以感受到量子對其產生的碰撞。而保持量子碰撞的對稱性,就是光子的自由狀態。對於黑洞中的光子來說,其自由狀態就是待在黑洞之中。
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4 # 手機使用者70174962639
光與黑洞,是同構異性體,它們之間,存在引力。黑洞,又是正質量物質轉化負質量物質的媒體。光,是存在正質量的,由於光的正質量非常小,現在的科技,還沒有能力測量到。
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我們常規意義上所看到物體的“黑色”,是因為其吸收所有光而不反射光,比如下面這張世界上最黑物質的圖:
圖 世界上最黑的物質 吸收99.96%的可見光
黑洞的“黑”也是如此,只不過黑洞捕獲光的手段更加劇烈和匪夷所思,靠的是黑洞巨大的重量所產生的巨大引力,哪怕以光速這樣高的速度逃離的光,都會被黑洞巨大的引力給拽回來,這樣看來,沒有光的逃離,自然就成了“黑洞”了。
圖 質量達太陽10倍的黑洞對光作用的模擬圖
黑洞的產生和觀測世間萬物都有存在週期,天體亦是如此。
當一顆恆星發展到末期,如果其內部不能產生更加高階的核聚變,那麼巨大引力必然使得星體進行內部坍塌,最終的結果因星體質量不同而產生巨大差異。比如,太陽會坍塌縮現成白矮星,而質量較太陽大三倍以上的星體則會變成黑洞,這就是著名的奧本海默極限。
上圖為質量為太陽十倍的星體所產生的黑洞。由於黑洞無法透過直觀手段進行探測,所以只能透過間接手段發現黑洞存在的證據:
在2012年7月,天文學家發現在距地球超過50億光年外,有一顆類星體,編號為3C 279,它的體內包含了一個質量高達十億倍太陽質量的黑洞,成為黑洞觀測的直接證據。
參考文獻