【原】如果光没有质量，为什么它会受到引力的影响？

天文在线 2023-04-08 发布于云南

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如果光没有质量，为什么它会受到重力的影响，例如它会被黑洞吞噬？

考虑这个问题时，可以用到两种方法（更准确来说，是让我尝试用两种方法）：

1. 重力的来源不是静止质量，而是能量。对大多数物体来说，质能占主导地位，牛顿认为并称之为“质量”。光子是有能量的。

2. 由E=mc2得出，光子确实有动能质量。“动能质量”这个术语现在已经过时了，但几十年来许多物理学家都是在这一术语影响下来看待光子的。

黑洞（图源：维基百科）

如果光子是无质量的，那么物理学家真的不知道该如何回答“为什么光会受到重力影响”这个问题。是的，光子是有质量的，否则很多理论就都说不通了。但这并不能回答光是如何与引力场相互作用的。

更糟糕的是，物理学家不知道质量是如何产生引力场的。说质量弯曲时空不算是一个答案…质量弯曲时空的机制是什么？如果时空弯曲，那么它又是由什么组成的？

如果质量会弯曲时空，当质量消失时，时空又如何恢复平坦（图源：腾讯网）

《戈登的万物理论》解释了时空的构成及其结构。书中解释了光子和电子分别是什么及它们的内部能量构造。这给奠定了整个物理学基础的模型提供了一个前所未有的角度。

上帝实体论：戈登的万物理论（图源：万物理论文字出版社）

光包含E1能量（参见其他关于能量等级和上帝方程式的帖子）。时空是由E0能量组成的。根据戈登的万物理论定义，光速是能量必须通过能量的速度。时空中的能量越大，光速就越慢。如果时空中的E0能量增加，光速就会相对降低。如果一个光子的一侧有较多的能量，那么它的移动速度会相对变慢，并且它会向能量较大的一侧弯曲。

上帝物理方程式（图源：壁纸旅行）

我们永远无法体会相对光速的变化和我们所拥有的E0能量的变化。这就是我们可以得到迈克尔逊-莫雷实验结果的原因。然而，质量代表E2能量和粒子能量（包括质量在字面上和物理上的无限延伸）。在光子的时空路径上，什么类型的能量并不重要；它可以是E0、E1或E2能量。引力场是由E2能量与时空E0能量共存而产生的。

迈克尔逊-莫雷实验（图源：优兔）

当光子通过一个有引力场的区域时，它是通过E2能量运动的。如果沿着光子的路径横向有一个E2能量梯度，那么在E2能量较高的一侧，光子的速度会相对较慢，并且其路径会弯曲。

所有这些回答都与弯曲时空的广义相对论原理有关，但它实际上却简单得多。伽利略可能会这样回答：这是锤子和羽毛问题（在这里，羽毛代指光子）。

这是1971年在月球上的演示：

伽利略很清楚，受重力影响的物体，无论其质量如何，其加速度都是一样的。

现在假设我向太阳扔了一把锤子（但是稍微偏向一侧，以免它撞到太阳表面）。再假设投掷的速度是光速。当它经过太阳时，它的运动会受到太阳引力的轻微影响。用比第一个小100倍的锤子重复以上实验。太阳引力对实验会有影响吗？不会，参见“锤子和羽毛”原则。无论质量如何，引力都会以同样的效果加速所有物体。用比第二把轻10万亿倍的锤子重复以上实验，你会看到与第一次实验相同的结果。继续实验，在没有质量极限的条件下，被抛向太阳的粒子仍然会因太阳引力而偏转。

在牛顿物理学中，人们常说引力不能影响无质量粒子，因为牛顿认为万有引力与质量的乘积成正比。零质量意味着零重力。但这只是一个数学体系的幻觉。我们只关心加速度，当万有引力方程式与牛顿第二定律相结合时，落体的质量就会抵消。这就是牛顿公式解释质量无关紧要这一简单事实的方式。不管测试粒子的质量有多小，产生的加速度都是一样的。如果你以接近光速将战舰、锤子、低能电子和无质量光子抛过太阳，你会发现它们都以完全相同的小角度发生偏转。