光没有质量，为什么黑洞可以吸住光？

2025-02-24 11:20:09

推荐回答（5个）

回答1：

因为光被黑洞引力所吸引，但是光的速度不足以跑出黑洞的引力影响，逃离出黑洞，也就是没有了光的反射，就像被黑洞吸走一样。

回答2：

因为黑洞是直接扭曲了周围的时空，将光限制在了一个区域内，只是为了便于理解，所以我们经常说黑洞吸住了光。

回答3：

光是具有质量，不过是无限小，所以可以忽略不计，黑洞可以吸住光是由于黑洞的引力非常的强大，任何物质只要经过黑洞旁边都会被吸进去。

回答4：

黑洞会使周围的时空无限扭曲。在事件视界内，测地线全部会汇集于黑洞的奇点，更准确的说，所有的测地线会完全平行黑洞中的世界线，都指向黑洞奇点.光，其实很执着；“世界在变，我永远不变”，永远沿测地线运动。

我们都知道黑洞是广义相对论最重要的推论之一，现在已经被证实真实存在。根据广义相对论分析，有质量的物体都会引起时空的弯曲，这也是广义相对论对引力本质的诠释。

牛顿万有引力的发现，证明有质量的物体之间相互吸引，拿我们的地球为例发射卫星探测器需要达到一个速度，才能摆脱地球的引力作用，这个速度叫做逃逸速度。接下来说我们黑洞，是怎样连光都逃脱不掉的。

相对论质量

我们都知道光没有静止质量，但是在相对论理论前提下，光是有质量的，其大小是由普朗克常数乘上频率就是光子的质量。

那么黑洞也是一个天体，就是比较特殊，其逃逸速度大于光速，也就是说光不可能射出黑洞，只在视界内部“盘旋”。

时空弯曲

从本质上来讲引力，根据广义相对论有质量的物体会使时空发生弯曲，这种弯曲的外在表象呈现出引力这种形式效应。

黑洞产生的时空弯曲特别大，但是这种时空上的弯曲人类很难理解，跟不会被眼睛看出来，但是光有“直线行走”的特性，光在沿着时空直线行走，但是我们看来就是光被偏折。这就跟光是否有质量没关系了，只是路程被弯曲了。

回答5：

从牛顿的万有引力定律分析来看，黑洞能吸引住光线的理论就是鬼扯，但在1919年英国天文学家爱丁顿爵士却带队验证了太阳的引力弯曲了光线这一重大的相对论预言，相信大家都知道这个两个著名的科学小故事，但仍然对引力能吸引光这个理论云里雾里，因为广义相对论和牛顿万有引力定律打架了嘛。

牛顿万有引力定律正确吗？

万有引力定律大家都知道，天体之间的引力与它们的质量积成正比，和它们之间距离的平方成反比，很多朋友随口就能背出来，在这个描述中有一个非常关键的参数就是两个天体之间的质量。

万有引力定律毫无疑问并没有什么问题，因为通过引力以及辅助计算出来的轨道甚至指导了海王星的发现，因为天王星被发现后，天文学家发现天王星的轨道总是和计算的不一致，那么是计算错了吗？无比正确，因为不止一位天文学家发现这样的情况，因此猜测可能在天王星轨道外还有一颗行星的引力影响了天王星的轨道，法国天文学教师勒维耶根据这个摄动计算出了海王星的位置，并且说服柏林天文台的约翰·格弗里恩·伽勒搜寻行星，终于天王星于1846年9月23日被发现，与勒维耶的计算位置仅仅相差1°

勒维耶凭一己之力，根据天文星轨道摄动准确计算出海王星的位置，这是勒维耶的胜利，当然也是万有引力以及开普勒行星运动定律的胜利。

既然万有引力定律准确无误，为什么爱丁顿还是观测到光线弯了呢？

这肯定是哪里出了问题，没错，这个雷就牛顿在200年前就埋下了，没引爆只是大家还没有踩到它，这就是物理学史上著名的乌云之一：以太

牛顿在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》中对万有引力和三大运动定律进行了描述，但一直有一个问题，到底是什么传递了引力？对此牛顿也进行了思索，他认为是无处不在以太传递了万有引力，这个最早源自亚里士多德的以太说被牛顿借用，也是出于无奈，毕竟当时也无法验证。用以太来解决了引力的传递问题，但却埋下了一个超级地雷。

1859年这个地雷开始被法国天文学家勒维耶踩到了（裹挟着海王星发现的余威，勒维耶已经晋级为天文学家），勒维耶发现水星近日点进动的观测值总是比计算值快38"/世纪。猜测五花八门，比如水星轨道内还有一颗行星，不过最终也被证明子虚乌有。

1887年，迈克尔逊和莫雷则直接踩在了地雷上方，他们在实验中观测到本应在以太中速度存在差异的光速误差在预期外，而且差距不小，反复实验只是将误差缩小，但距离预期相差甚大，最终得出结论，不存在以太！

广义相对论对于引力的描述

爱因斯坦是在1916年正式发表的广义相对论，将已经成为超距作用的万有引力从坑底捞了出来，广义相对论认为引力只是质量对于时空扭曲的结果，这个外在表现就是所谓的引力，因此用广相来计算水星近日点进动问题则迎刃而解。而爱丁顿则在1919年广义相对论预言的光线弯曲的日食观测验证中成功证明了这一理论。

每一个天体都在太阳质量作用的时空陷阱中运行，理论上来看每一颗行星都存在进动差异，只不过其它距离比较远而且轨道比较圆的行星这个计算误差值极小，一般都被认为是观测与计算误差所致，但水星的近日点与远日点轨道距离相差太大，这个差异不可小觑，因此没有考虑时空弯曲的万有引力在此时问题就爆发了。

进动并不是水星的近日点才会有，它的成因除了时空陷阱之外还有其他行星引力影响，只是水星的差异太大，集中爆发了而已。

万有引力定律真的彻底错了吗？

其实并不是这样，在大部分时候万有引力定律可简化计算过程，而误差也不会太大，甚至在小数点数十位之后，因此大部分时候都可以用万有引力定律，但在光子的案例中却是一个特殊的案例，光子静止质量为零，那么万有引力就位0，这可是个头大的问题，其他都可以用误差来解释，但这0却不行！

光子有质量吗？

很明显这个问题变成了光子是否有质量的问题，事实上这个狭义相对论出现之前确实不好解释，不过光粒子说的光电效应也是爱因斯坦以后才搞明白，所以牛顿经典力学时代并不会碰到这个问题，这个事情还是得由爱因斯坦狭义相对论中的质能等价方程来解释。

E=MC^2的准确理解并不是质能转换公式，而是质能等价，简单的说能量就代表着质量，而质量同样也可以用能量来表示，特别是在标准模型中，你会发现那些粒子根本就没有质量。

每一个基本粒子都是MeV的能量标注方式，光子还是0，不是吗？没错，因为它具有动质量，它的质量为：E=hv

h为普朗克常数，v则为光子的频率，越是高频的光子能量越大，它的动质量也就越大，如果各位真的要转换质量的话不妨找个E/C^2，估计算出来实在是太小了。

从计算来看，越是高频率的光线所受到的引力场影响会更大一些，因为它的动质量也更大，这似乎可以解释引力红移的现象，因为高频的光谱受影响更大。

黑洞的引力强大到光也无法逃逸吗？

既然光具有质量，那么其在天体周围的运行也遵守逃逸速度的规律，简单的说逃逸速度就是物体运动的速度产生“离心力”远超引力时发生的，就像火箭发射火星探测器时必须具有的速度，那么这个速度怎么计算呢？

这个公式中，最关键的并不是M，而是R，即天体的半径r，当r大于天体的史瓦希半径时，无论怎么计算，v的速度总是小于光速，因此光是可以逃逸的，但当r开始小于史瓦希半径时，你会发现v开始大于光速，此时光将无法逃逸。

史瓦希半径：一个天体将坍缩为黑洞的半径，质量一定的情况下，当天体半径小于这个尺寸，那么这个天体将成为黑洞。

当然这是从引力与逃逸速度方面来解释，也可以时空弯曲的角度来理解，当天体半径开始小于史瓦希半径时候，它的引力陷阱在时空中将会封闭，也就是说光子一旦进入这个区域，它将找不到出路。

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