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  • 1 # 郭哥聊科學

    這個話題,我們還需要從最近幾天媒體釋出的人類首張黑洞照片說起。應該說,黑洞的發現和證實,是對愛因斯坦於1915年發表的廣義相對論的偉大實證,從那時起人類就開啟了宇宙學的新紀元。愛因斯坦在自己論文中,預言了引力場會使空間彎曲並彎曲光線。1919年 Arthur Stanley Eddington 爵士透過測量到靠近太陽透過的光線發生的細微偏轉證實了這個預言。

    那麼如果有更大質量的天體,它的質量遠遠大於太陽形成的引力場的情況下,它就可以讓光線彎曲達到相當大的程度,甚至形成閉合的光線,以及讓光線都無法逃脫的程度。這就是宇宙學中所預言的黑洞。

    黑洞透過不斷地吸收周圍空間的物質或者是輻射,在它的周圍就會出現一個,物質或者是射線都不能再逃逸的區域,這個區域就是它的引力半徑。史瓦西是第一個計算出一個靜態的、不帶電荷的黑洞的引力半徑。這種黑洞就被稱為史瓦西黑洞,它是一個完美的球對稱空間黑洞。我們接下來就以這種簡單的黑洞來討論一下光線在黑洞周圍的行為。

    我們的太陽如果塌縮成一個黑洞,它的引力半徑大約為3Km,即一個以質心為中心,以3Km為半徑形成了一個引力的等勢面,如果有一束光在等於三倍半徑的地方,並且沿著與其重力等勢面相切的方向經過,那麼這束光將偏折45度角。如果這束光是在等於1.5倍引力半徑的位置,與引力球面相切的的方向經過,那麼這束光就會以一個完全的圓環形態圍繞著黑洞執行。

    寫到這裡,我想小夥伴們也看出來了,所有的黑洞周圍都存在著這樣一個能讓光形成閉合迴路的位置,這個位置的距離跟黑洞的質量成正比,並且位於1.5倍引力半徑處。沿著1.5倍引力半徑形成的球面入射的光線,將在這個球面上形成一個閉合的光球。

    其實這個位置的發現還引出了一段離心力詳謬的故事,引發了另外一個關於宇宙空間的研究的方法:光學幾何。在本文裡面,這個話題不是我們要來討論的內容,暫時就不表了。關於光子做勻速圓周運動的話題,就寫到這裡,希望這次思想之旅,能回答題主的疑問。

  • 2 # 華龍新觀點

    單個粒子在宇宙中以三種形式存在:

    第一種形式:以光速震動態存在於光源裡,叫動態光粒子;第二種形式:具有繞一核心自轉和週轉屬性的動態粒子,叫磁粒子,普遍構成各種粒子和獨立於磁場內;第三種形式:處於靜止狀態,沒有能量,充斥於宇宙和粒子內部的所有空隙,叫靜態光粒子。

    光的三種形態的單個粒子,質量是相等的,但能量是不相同的,:(以下V1為自轉速度,V2為週轉速度,C為光速)

    動態光粒子的能量式:E0=1/2m0C^2 (5),

    磁粒子基態能量式:E0=1/2m0(V1^2+V2^2)=1/2m0C^2 (6)

    磁粒子激態能量式:Ej=1/2m0(V1^2+V2^2)=m0C^2 (7)

    靜態光粒子是沒有能量的,處於完全靜止狀態。

    光的三種形式可以互化,顯示了光的本質

    構成物體的磁粒子,當獲取能量由基態能轉變為激態時,將啟用周圍一個靜態光粒子變為一個震動態光粒子,產生了光源,即光的輻射源,激態磁粒子釋放一半能量,恢復到基態保持穩定。

    因為物體或光源是浸沒在以靜態光粒子為實質的大海中,光源周圍的靜態光粒子會掠奪震動態粒子的能量,這樣就實現了震動態光粒子與靜態光粒子的不斷互化,光源則發生光速位移,這就是光波。

    顯然,光波的本質是震動態的光粒子與充塞空間的靜態光粒子的身份變換過程,是光粒子的震動和能量整體轉嫁的傳遞,無論是震源的震質,還是能量傳遞中的媒質,都是光粒子本身,所以,光波路徑上任意一點均具有光的粒子性,同時具有能量傳遞的波性,這就是光的波粒二象性的本質

    光速極限原理是充斥空間的靜態光粒子攫取光速動能的本質,靜態光粒子枯竭是粒子組合和內能貯藏的條件。

    由於一切物體和粒子浸沒在以靜態光粒子為實質的大海里,而靜態光粒子具有掠奪等於光速的動能,並轉化為震動態光粒子形成輻射的特性,使得所有粒子和物體速度無法超越光速,這就是光速極限原理。

    繞一核心自轉和週轉的磁粒子,是分解光速動能而貯藏能量,其轉化的能量方程式是:

    E0=1/2m0(V1^2+V2^2)=1/2m0C^2 ( V1^2+V2^2=C^2)

    由於磁粒子外在速度低於光速,使得磁粒子成為穩定粒子,成為最小的基本粒子單位,也是粒子和星體自轉和週轉屬性的起源,複合粒子就是多個磁粒子繞同一核心自轉和週轉,同時整體自轉和週轉的多重圓周運動的複合動態體,同樣的方式構成大粒子到物體,再到星體。

    複合粒子的最大內能公式(激態能)是:

    E=3/2nm0(V1^2+V2^2)*2^p=3/2nm0C^2*2^p (14)((V1^2+V2^2)=C^2)

    (n是單個光粒子的個數,m0是光粒子的質量,C是光速,P是複合粒子多重圓周運動的層次數,V1、V2分別為磁粒子的自轉和週轉速度

    磁粒子的穩定性質成為磁場內的基本粒子,大量具有自轉和繞核心的磁粒子構成磁場,其動能就是磁場能量。

  • 3 # 味冷

    在介質中是完全可行的,最簡單的例子就是把單模光纖彎成圓圈。

    靠引力彎曲光路這種就不太清楚了,就說黑洞吧,視界是光線無法逃逸的邊界,視界外光可能就跑了,視界裡不知道會發生什麼。那麼在這個邊界上,或者附近,光也許會圓周運動?

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