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光有没有受到重力的作用?这就是答案

 大隆龙 2017-09-14

可以明确的说,光会受到引力的作用,并且当初正是由于这种现象,让爱因斯坦和他的广义相对论声名鹊起。

牛顿的万有引力定律表明,物体之间存在一种吸引力,其大小与物体的质量成正比,与两者距离的平方成反比。基于此,牛顿引力理论成功地解释了天体的运动规律。然而,有些现象却无法得到解释,例如,水星近日点进动问题。水星公转轨道的近日点在每个公转周期都在变化,也就说水星绕太阳运动的轨道不会与上个公转周期重合。通过牛顿引力理论计算,水星近日点每百年的进动值与实际观察值相差了43角秒。

光有没有受到重力的作用?这就是答案

水星近日点进动的问题直到爱因斯坦提出了广义相对论之后才得到了解决。广义相对论对于引力的解释完全不同于万有引力定律,广义相对论表明,引力是由物体弯曲时空造成的。并且物体的质量越大,对时空造成的扭曲越显著,表现出的引力也就越强。时空怎么弯曲,物体就会沿着弯曲时空怎么运动,光线也不例外,所以光会受到引力的作用。

不过,牛顿的引力理论也预言了光会受到引力的作用。例如,如果光线从太阳边缘经过,根据牛顿的引力理论,光线会出现0.875秒的偏转。而根据广义相对论,光线经过太阳边缘时的偏转角度为1.75秒,刚好是牛顿计算值的两倍。天文学家通过天文观测证实,广义相对论的计算值符合实际。

此后,天文学家又发现了广义相对论所预言的引力透镜效应,表明光线从大质量天体附近经过时会出现显著的弯曲。因此,光会受到引力的作用,但本质上是因为光沿着被物体扭曲的时空传播。

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