回覆列表
  • 1 # 趣味說

    根據愛因斯坦的廣義相對論,光會像物質受到引力的影響一樣受到影響。這是因為在這個理論下,我們不應該把引力看作是向量的力,而是宇宙的“形狀”的結果。

    從牛頓的觀點來看,引力是一種線性指向的力量,所有具有質量的物體都會以質量拉動所有其他物體。他的分析表明,力的強度與兩個相互吸引的質量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。這樣,蘋果和地球就會相互吸引,蘋果就會從樹上“掉落”下來。由於光(無論是光線還是光子)都沒有質量,牛頓方程預測它不會被引力吸引到任何物體上,不管這個物體有多大。

    為了構建一個與所有觀察者一致的理論框架,而不是依賴於某種獨立的固定參考框架,愛因斯坦不得不放棄這種對引力如何工作的看法,並設計出一種新的理解。根據這一理論,所有具有質量的物體都會改變時空的曲率,時空是宇宙的四維結構。物件在時空中移動,然後簡單地跟隨已經建立的曲線。

    由於人腦不善於在四維中描繪事物,我們通常在三維空間中採用類比。把時空想象成一片橡膠薄片,當沒有物質存在時,它被拉伸成扁平的。如果我們在這個“空間”中放置一個巨大的物體,就像恆星一樣,它會向下推到橡膠板中,在橡膠中形成一個凹坑。一顆由恆星飛行的小行星在沿著恆星的軌道滾動時不會以直線執行,它會在透過傾角時彎曲,向新的方向出來。如果一個物體以正確的速度運動,它可能會卡在凹坑裡,像球繞輪盤一樣繞著恆星旋轉。

    到目前為止,這個理論的預測和牛頓的預測是一樣的,但現在有了很大的不同,如果光沿著這片橡膠薄片時空運動,它也會沿著曲線走,因為空間的曲率已經由恆星創造出來了。事實上,如果坑足夠深,牆壁非常陡峭,光線可能會掉進坑裡,永遠不會逸出,我們稱之為黑洞。牛頓沒有注意到這種光的彎曲,因為需要非常大的物體才能讓光這麼快地彎曲到你能注意到的程度。這也是我們仍然學習和使用牛頓方程的原因,它在大多數情況下都能很好地工作。但實驗表明,事實上牛頓是錯誤的,光被吸引到有質量的物體上,正如愛因斯坦的理論所預測的那樣。

  • 2 # 泥鰭小魚

    光線在透過強引力場附近時會發生彎曲,這是廣義相對論的重要預言之一。光線不一定是筆直的,所以幾乎所有的光線的行進路線,都會或多或少的被引力扭曲。

  • 3 # 侶意

    廣義相對論中,引力場會導致時空被彎曲,光線在靠近太陽時,受到太陽引力場影響而發生偏折,也就是不按直線傳播。星光偏折就是光的一種折射現象。這個實驗在1919年就得到了證實,這個也是廣義相對論的強有力證據之一。

  • 4 # 喜洋洋224206081

    1、教科書上的常識性肯定光走直線,是指在人類日常數量級的尺度範圍內光線近似於走直線,而不是絕對走直線,但是這絕不是指光線的折射問題,假設光走直線,折射後的光在新的介質中依然走直線。

    2、愛因斯坦相對論揭示,光線傳波受空間曲率影響,光走空間曲率線用時最短、耗能最小,並且宇宙空間曲率隨周圍物體質量大小而改變,因此光線在遠距離傳波過程中其路經的曲率線也已經經過了多次圓弧切換。

    3、光的傳波是光錐型耗散傳波,不考慮空間曲率因素,這種光錐耗散傳波也只能說其光錐中心是直線傳波,光錐邊沿是曲線傳波。因為,光波在被電子耦合束縛時不一定在光錐中線處,也可以在光錐邊沿處形成光波坍塌,這樣,光線從出發點到落腳點實際上是走了切於光錐中心線的拋物線,而不是兩點之間的直線,這種情況在大尺度上非常明顯。

  • 5 # 太空科學站

    光是一種人眼可見電磁波,是由光子的基本粒子組成,具有粒子性和波動性。每秒大約299,792,458米。是目前已知宇宙中最快的速度,一秒可圍繞地球7.4圈。而且光是能量的一種傳播方式,傳播也不需要任何介質,是沿直線傳播的。

    不過,如果光在介質轉播中,就會受到介質的影響了,光的傳播路徑會發生改變,從而產生反射和折射的現象。根據廣義相對論認為,光在大質量物體附近傳播時,由於受到該物體強引力場的影響,光的傳播路徑也會發生相應的改變

    比如黑洞,我們知道黑洞是由大質量恆星在死亡時引力坍縮形成的。它是一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點。任何物質都逃脫不了黑洞強大的引力。當光經過黑洞時,光會被黑洞俘獲。從而無法逃逸,所以在宇宙中,黑洞強大的引力能影響到光的改變甚至是吞噬!

  • 6 # 居家好物

    光受引力影響,透過太陽這樣大的天體,光會略微彎曲,你會看到太陽背後的一些星星,這個已經有實驗證實。這一點可以參考《星際穿越》裡的黑洞,巨大的引力,使黑洞背後的光可以繞過黑洞讓主角觀察到。光在宇宙中無法走直線。直線這個概念只適用於干擾小的情況。光的傳播需要時間,宇宙大爆炸早期的光可以歷經上百億年才到達地球。光具有波的特性,就會產生多普勒效應,根據多普勒效應,可以判定是不是宇宙早期的光。以上,不是很全面。但希望對你有幫助

  • 7 # 賴仲達

    謝謝邀請。題主的這個問題,我個人認為可以這麼回答。引力本身是時空的彎曲,在廣義相對論中被解釋為時空的曲率,所以在高強度引力作用下光線會隨著時空本身而彎曲,這在廣義相對論當中稱之為光偏折。所以光是會隨著引力作用下而逐漸彎曲的。眾所周知,在我們現在的生活當中,光是一種必不可少的東西。光速是三十萬千米每秒,他的這個速度是沒有辦法改變的,但是我們可以使光產生一定的曲率,使它改變傳播方向。事實上,光在強引力作用下會改變方向,這是因為強引力實際上並不是我們所說的引力。引力不是一種什麼相互作用,他只是時空本身的彎曲,換句話說,時空本身就是彎的。光在彎曲空間裡傳播,自然也就變彎,從而改變傳播方向。 而且我們知道,光在引力下有改變傳播方向的能力,因此我們接受到光傳播過來的資訊時,我們就會發現資訊有所不同。例如我們接收到遠方,星系傳來的光,我們就會發現遠方星際傳播過來的光,似乎存在的某些偏差,似乎像是一個透鏡一樣。彎曲了,整個時空彷彿都是翹曲的,這個作用,我們就稱之為引力透鏡。

    科學家告訴我們,一旦發現了引力透鏡就說明周圍有高質量的天體。或者說高強度的引力。因此,科學家在上個世紀無意中發現銀河系當中,存在著許多莫名其妙的引力透鏡,然而,這些引力透鏡周圍都沒有發現什麼大型物質,或者高質量的天體,於是科學家便猜測這個星系當中存在一些我們看不到的物質。這就是我們現在所說的暗物質,可以這樣說,科學家目前還在對此進行探索。

    同時,透過光本身的偏折效應,科學家也能從中探究該天體的質量,大概為幾何。事實上,整個時空彎曲的概念其實就是廣義相對論基礎理論啦,我們知道廣義相對論有一個場方程,其實描述的就是時空的彎曲和質量的分佈(引力度規+宇宙常數=常數+質量的分佈也就是張量)。

  • 8 # 星際猜想

    光線是一種通俗的叫法,其實叫光波更加合理。光是電磁波,由於時間在太空中會失去方向感,在太空中時間的箭頭會指向四面八方。因為時間的方向決定著引力的方向,所以太空具有朝著四面八方的引力。顯然,光波在太空中運動的方向也是跟著時間的方向走的,會向著四面八方朝著太空的縱深處作著擴散性運動。我認為,宇宙中的引力對光波沒有任何影響!即使是擁有強大引力的黑洞,也不能改變太空中的光波朝著四面八方的方向!時間的方向決定著引力的方向!時間的方向決定著一切!就連上帝也拿它沒辦法!除非上帝能改變太空中時間的方向!我覺得,所謂“引力透鏡”只不過是“時空蜃樓”罷了!

  • 9 # 王世雄4

    第一個問題事實上無解。因為宇宙中沒有實體的直線作為比較的標準,另一方面乞今為止物理學的直線概念尚無定義(幾何學的直線定義事實上是迴圈定義,即幾何學中直線概念是不確定的)。愛因斯坦認為空間是彎曲的,事實上他對平直與彎曲兩個概念都沒有定義,只是主觀認為歐氏空間是平直的,其光線是筆直的,因此引力場空間及其中的光線都是彎曲的。但是,愛氏的這一觀點不成立。一是如果認為引力場中的光線是彎曲的,則引力中的光線對觀察者沒有任意意義,因為它不能揭示引力場空間的真實情況,甚至不能確定引力場中任意一條光線的彎曲程度。二是,如果引力場中的觀察者認為引力場空間中的光線是平直的,歐氏空間的光線是彎曲的,則歐氏空空間的觀察者根本沒有反駁理由,因為直線是概念,沒有實體標準。三是,引力場空間與黎曼幾何空間對應(愛氏本人亦這樣認為),而黎曼幾何空間不能認為是彎曲的,它在黎曼幾何第五公設的意義上平直,好此歐氏幾何在歐氏幾何第五公設意義上平直一樣。因此,邏輯上只能定義任何空間的光線都是直線,它們在各自第五公設意義上平直。只有這樣邏輯上才能自洽。廣義相對論認為引力場空間彎曲與事實不符。我在拙作《時空學概論》中證明了引力場中的光線彎曲完全是引力對光子作用的結果(光子有靜質量,由公式

    E=I/2mC^2確定)。

  • 10 # Eyoo220

    並不是如此,我們在學校學到的是光總是沿直線傳播。

    當遇到不同物質時,光會改變方向,比如,當光從空氣中進入玻璃塊中時,從空氣中到達玻璃的邊緣時,光沿直線傳播,然後改變方向沿另一條直線穿過玻璃。

    從玻璃的a點到達玻璃內部的b點,光所遵循的路徑總是耗時最少的路徑。

    隨著量子物理學的發展,物理學家費曼的路徑積分法有新的解釋,比如說光從鏡面反射時,會以各種可能的不規則角度進行反射,包括當其垂直照射鏡面時,由一個小角度出到達你的眼鏡。

    而當以入射餘角照射鏡面時,會以直角反射出到達你的眼睛。所有這些不規則路徑會相互抵消,只有接近光和鏡面的最短距離,然後到達你的眼睛會相互放大,使光看起來是以一條直線進行傳播。

    不過,不規則路徑確實存在,如果你在燈下拿著一個光碟,你不僅會象在普通鏡子中看到燈的影象,還會看到光碟上有一道彩虹壯的光的影象。

    之所以會看到彩虹壯的影象就是因為不同的波長受到的影響所致。

    正式費曼的路徑積分法所預測的那樣,你看到來自光碟的不可能反射光區域的反射光。就算是一面普通的鏡子,費曼說:光也不是真的沿直線傳播。

    至於引力對光線的影響,愛因斯坦的廣義相對論明確指出,光線在像太陽般強引力場附近,會引起光線的彎曲,1919年日全食的影象顯示驗證了這一點。

  • 11 # 使用者7749573204497

    偉大的科學家中,本人最尊崇牛頓。雖然牛頓當年沒能用萬有引力解釋:地球為什麼不因萬有引力掉到太陽上去。但牛頓起碼不竊取他人勞動成果、不打胡亂說!今天,本人能用牛頓的萬有引力解釋:地球為什麼不因萬有引力掉到太陽上!以雪牛頓當年的遺憾!

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 嫁的太遠好不好?