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光一直以光速向前传播,可为何光逃离不了黑洞?

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online_member 发表于 2018-6-13 18:51:26 | 显示全部楼层
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?丛独朐硕?叩氖奔
online_member 发表于 2018-6-13 18:51:26 | 显示全部楼层
光的确是一直在往前飞的,但是黑洞(普通物质也在改变,但是他们质量不够,改变量很小)改变了他周围的空间曲率,也就是改变了时空的构造,改变了测地线。换句话说,光在往前飞,但是黑洞规定了哪里是前。在某一个范围内,只有朝向黑洞才叫做前。所以光跑不出那个区域。
online_member 发表于 2018-6-13 18:51:26 | 显示全部楼层
人造卫星也一样,受到地球重力是要朝下掉的,不过由于地球表面是弯曲的,两者的弯曲程度相同时就永远掉不下来了。在爱因斯坦看来,是时空本身弯曲了,物体在弯曲空间中沿着最节省能量的路径来走,表现得就像是在地球周围做圆周或者椭圆轨道运动。

换成光,也是一样的,由于时空自身是弯曲的,光沿着最节省的路线(测地线)来走。在黑洞视界内部,由于时空结构发生了变化,空间中指向黑洞中心的方向与时间方向发生互换。在视界外光或者其他物体沿着最省能量的路线走时,其时空坐标中的时间增大的,物体总是朝未来走的,不会回答过去。对应到我们这里,在视界内部,物体总是要向黑洞内部方向走,才最节省能量,因此光最后会掉下去。

所以,一句话,是因为时空结构发生了变化,就像有的朋友之处过的那样,光跑不出“笼子”,时空这个笼子本身是弯的,光只好跟着弯进去。
online_member 发表于 2018-6-13 18:51:26 | 显示全部楼层
用Penrose diagram(将时空在共形不变意义下紧化到一个有限的区域)可以很好理解
考虑Schwarzschild黑洞(有质量,但没有角动量和电荷)

光一直以光速向前传播,可为何光逃离不了黑洞?273 / 作者:小詠。 / 帖子ID:31259

光在图上以45°传播,所以一旦进入事件视界之内,光的最终结局都是进入时空奇点。
当然对于有裸奇点的黑洞, 光是可以逃逸的, 但这违反宇宙监察假说。
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online_member 发表于 2018-6-13 18:51:26 | 显示全部楼层
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。
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