如果光速是不变的，为何逃离不了黑洞？
2012-01-19 17:46:30   来源：   点击：

17 个答案

• 答案 1：

  描述这个问题的时候，人们通常用“粒子化”的语言描述光，仿佛光是某种以光速运行的物质。然而引力无法统一于其他作用力的根结在于引力现在只能被几何化描述，是完全不同的语言。对此问题，几何语言的描述是：黑洞是时空的一个解，黑洞边界构成一个事件视界，将时空分为两块。光的轨迹作为一条测地线，不存在穿越事件视界的解，就好比双曲函数里的渐近线，无限接近永不达到，更不提穿过了。

• 答案 2：

  之前我一直只是简单地理解光不能逃离是因为光被拉回了黑洞，但没有考虑过光垂直于奇点射出的这个情况。虽然可以认为时空只要有一点波动就会让光路不再垂直于奇点，但我觉得肯定有更好的解释。刚才翻阅了一下维基百科，找到一些相关的信息：

  重力红移（gravitational redshift）：光从重力势能低（比如，接近黑洞）的地方逃逸到重力势能高（比如，远离黑洞）的地方，会因重力的影响而发生红移，即波长增大。这个不影响光速。那么，或许可以推理得出：从黑洞的事界（event horizon，又译“事件视界”）内逃离的光会因为红移而最终导致波长无限大，于是在事界内消失。这个也可以理解为与重力导致的时空扭曲有关。不知这个是否还可以理解为光在克服重力的过程中损失了能量。

  不过，还有一点或许更重要，但我暂时没法查证清楚。我们都说所有物理定律都会在奇点上失效，但似乎还有一个说法是所有物理定律都在事界内失效——毕竟我们没法观察事界内。

• 答案 3：

  人是可以在有限时间内走出视界的,如果我们使用运动者身上建起的坐标架的话,你不会感到有丝毫的变慢,空间距离还是那么长,所用时间也只是黒洞远离运动者的时间(每一个运动者当然地认为自己是静止的).但如果用在无限远处的静止的观测者的时空坐标来看运动者的话,运动坐标架时间轴上的每一瞬间在接近视界时会变换为越来越大的时间间隔.(有人无聊的话可以做个观测量投影就看出来了,但注意哟,不要用席瓦兹坐标,因为视界在席瓦兹坐标中是个数字奇点)最终无究远的人会认为运动者将用无穷多的时间走出视界.

• 答案 4：

  站在视界外的人观察一个落向视界的物体，会看到这个物体无限接近视界，但是永远不会落进去，最终好像是停留在视界表面上了。设想在视界内部也是如此，从视界内往外发散的光，速度不会变，但是因为时空弯曲到极致的影响，时间无限趋向停止，因此光永远也到达不了视界之外。这只是猜想，奇点附近到底发生了什么，还没有人能说清楚吧。

• 答案 5：

  黑洞附近时空在引力作用下严重扭曲了。类似的推论还有，由于引力导致时间变慢，物体最终“掉”到黑洞中心需要的时间为无限长……

• 答案 6：

  光也是一种物质（光子），只要是物质就逃脱不了引力作用。理论上黑洞附近的引力大于光的逃逸速度就会被吸收。

• 答案 7：

  我目前的知识理解是：黑洞造成了其周围时空的扭曲，然后光线在前进时的因为时空扭曲无法到达黑洞影响的范围外，所以无法被观察到。

• 答案 8：

  这个《时间简史》里面有讲到，不过我忘了怎么解释了，你可以去翻翻这本书！

• 答案 9：

  在目前的理论物理研究层面上，对黑洞的机制和光速的研究都不够充分，我们只能先说，假设光速是恒定不变的，假设黑洞是存在的，那么垂直面发射的光为何不能逃逸。关于这个问题的理论非常多，最大的疑问是，如果光子没有质量，那么引力如何对光子发生作用，如果光子具有一定的质量，那么广义相对论需要做重大修正。在各种假设理论中，我比较倾向于黑洞对视界半径内造成的时空扭曲。不变的光速可能是在围绕着奇点的扭曲空间里运行，而无法达到半径以外的空间。也可能是时间扭曲，导致在半径以外的观测者，由于时间参照系的差别，观测到光子逃逸的时间变得无限大。以上完全是个人猜想。

• 答案 10：

  这个问题实在太大了，我学识有限，不知怎样回答。我因邀请而来。我个人认为，人类对黑洞的认识实在小得很，正如梁海所说：有一个说法是所有物理定律都在事界内失效。霍金认为：黑洞是有毛的，即有粒子（虚粒子）走出来。霍金一直希望他的这个理论能拿诺贝尔奖。附：引力透镜效应并没有讲光能逃离黑洞。引力透镜：光线在引力场中发生偏折，就象光线从空气进入玻璃一样，玻璃能用来做透镜使物体成像，引力场也一样。引力透镜效应是阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象，由于时空在大质量天体附近会发生畸变，使光线在大质量天体附近发生弯曲（光线沿弯曲空间的短程线传播）。如果在观测者到光源的视线上有一个大质量的前景天体则在光源的两侧会形成两个像,就好像有一面透镜放在观测者和天体之间一样,这种现象称之为引力透镜效应。对引力透镜效应的观测证明阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论确实是引力的正确描述。

• 答案 11：

  我是来打酱油的。因为这是一个悖论，如果光能从黑洞逃出来，黑洞就是可见的，它就不能称为“黑洞”了

• 答案 12：

  举个类比，我在地上可以匀速行走，我速度是不变的，但是我脱离不了地球，因为速度不够。光速是不变的，但是在黑洞附近需要的逃逸速度比光速更高，所以无法逃离。

• 答案 13：

  时间在黑洞内静止了，光速没法通过对时间的积分而逃离

• 答案 14：

  如果光速不变，那黑洞是什么？还是平时说的无底洞么？光速已经超出我们的理解了，黑洞，跟光属于一个级别上的。黑洞附近到底发生了什么，我们只是猜测。我看光就是能量物质，打开新世纪大门的钥匙。

• 答案 15：

  可能有两点1、因为黑洞是个奇点，严格意义上没有距离。。。2、黑洞的另一面有另外的存在不想暴露自己

• 答案 16：

  密度啊！

• 答案 17：

  光速肯定是不变的，(光)也肯定能逃离(穿越)黑洞，因为"黑洞"其实与龙卷风中心类似什么也没有！参阅：什么是黑洞？zhihu.com/question...