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爱因斯坦:黑洞能使时空结构发生弯曲、时间延缓-头条网

 激扬文字 2015-01-27

黑洞是什么? 黑洞就是中心一个密度无限大、时空曲率无限高和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

如何证明黑洞能使时空弯曲了?见下图

图中,当红色恒星发出的光线经过大质量天体时(时空会在大质量天体附近会发生弯曲)发生弯曲(光线沿弯曲空间的短程线传播)。在有些情况下,我们的天文望远镜就会观察到恒星的多重像。甚至更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强拉到地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的“侧面”、甚至“后背”。

光之所以会被黑洞吸进去,是因为大质量密度天体造成的空间扭曲,光随着被扭曲的空间走而进入黑洞里,大家都知道光只走直线,所以光并不是被引力吸进去的,而是光还是走直线,但空间扭曲而进到黑洞,

就像二维世界的一张纸上画一条线,把那张纸扭曲,但它还是一条线。

黑洞的质量导致时空扭曲变得如此之强,使得光向内偏折得也如此之强,以至于光线再也逃逸不出去 。如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能逃逸,都会被拉回去,这样不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这种物体被称为“黑洞”的缘故。

黑洞附近为什么会使时间流逝变慢呢?

因为黑洞使周围的时空弯曲的越厉害,光在弯曲的曲面上行走的时间越多。简单的举个例子:在没有黑洞的情况下光线从A到B的时间为t1,如果有黑洞的情况下,如图所示AB之间的曲面将被弯曲,那么光线行走的曲面时间t2必然大于t1的时间。也就是说,你在黑洞里面的时间将被拉长,比如你在地球喝杯咖啡的时间是1分钟,那么在黑洞附近喝杯咖啡的时间可能被拉长至5分钟(这个是相对地球时间,但是你在黑洞附近喝咖啡的时间仍然是1分钟)。

任何有质量的物体都能使空间弯曲,只不过小质量物体弯曲的不明显,所以我们的时空是不平整的。站在高纬度的空间看我们的太阳系,太阳到地球两点之间的直线距离不是最短的!

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