銀河系中心就是一個黑洞,2019年4月10日晚公佈的是M87(奧特曼故鄉)星系中心也是一個黑洞,兩個黑洞除了距離遠近與大小差異外,本質上並沒有區別,都是吸積了大量的物質後在整個電磁波段散發了大量的輻射!

黑洞吸積物質這點很容易理解,根據萬有引力定律,天體之間的引力與它們的質量成正比,與距離的平方成反比,但大家都知道光子的靜止質量爲零,那麼請問它爲什麼還能被黑洞所吸引?

關於引力,牛頓是怎麼說的?愛因斯坦又是怎麼說的?

準確的說牛頓形容他站在巨人的肩膀上,或者他說自己只不過在海灘上撿到了幾個漂亮的貝殼,都非常正確,因爲他的萬有引力事出有因,當然你如果相信小學時候書本上蘋果砸在牛頓腦袋上然後發現了萬有引力,那就是在太可愛了,這表示你還有夢!

牛頓的萬有引力有哥白尼的日心說背書,也有開普勒的行星三大定律站臺,還有伽利略的望遠鏡觀測以及一系列實驗物理支持,在這些基礎上,牛頓在1666年這個歷史上第一個思想火花迸發的年份裏,做出了劃時代的偉大理論,萬有引力定理!將天上和地下的力統一到了一起!

當然萬有引力定律在牛頓在借《自然哲學的數學原理》一書中提出時並不完整,萬有引力常數需要等到100多年後卡文迪許發明的扭稱測定的,另外對於太陽系行星的運動與軌道間攝動,需要告訴拿破崙他的理論不需要上帝假設的拉普拉斯來完善,他的鉅著《天體力學》是經典力天文學中的里程碑,是經典力學體系中的舉足輕重的奠基石!當然各位也不要忘記歐拉與達朗貝爾及拉格朗日的貢獻!

但經典力學體系再完備都有它的侷限性,因爲對於時空理解的不一致,爲以後的隱憂埋下了伏筆,比如勒維耶計算的水星進動值和觀測始終對不上,以太漂移實驗零結果,這些危機都預示着一個偉大的變革即將發生!

  • 關於引力,愛因斯坦的調調

愛因斯坦在1905年總結了前人的成果推出了狹義相對論,十年後他獨立推出了廣義相對論,前者解決了以太漂移中的零結果問題,後者第一步解決的就是水星進動,因爲愛因斯坦時空不可分割的相對論時空觀,完全不同於經典力學的絕對時空觀,愛因斯坦認爲時空不可分離,並且會受到質量影響,簡單的如惠勒所總結:質量告訴時空該如何彎曲,時空告訴質量該如何運動!

惠勒一針見血的總結了廣相,得以讓普通人從最簡單的角度去理解廣義相對論下的時空觀,但惠勒的總結中有兩個字還是那麼扎眼,那就是“質量”,不過卻不要如此糾結,因爲下文中會對光的質量做一個簡單說明。

光有質量嗎?它在時空中怎麼就彎曲了?

光有沒有質量,這還是得愛因斯坦告訴大家,狹義相對論中最重要的一環,也就是質能方程的推導相信大家都看不過少,但它揭示的本質卻很少有人能理解,因爲這是宇宙最深的奧祕之一,涉及到物質的來源,但本文卻無需那麼深入,我們只需理解質能等價即可,也就是說質量和能量只是一體兩面,物質可以展現爲質量,也可以展現爲能量,兩者是完全等價的!

光具有能量,而普朗克統一了黑體輻射公式告訴我們,能量是一份份輻射的,最小的那份就是E=HV,這個H就是普朗克常數,V就是光的頻率,因此這最小的那份光是儘管沒有靜止質量,但它在運動時具有動質量,根據E=mc²即可計算出它的質量!

所以即使用牛頓的萬有引力公式,仍然可以計算出它在引力場中是會受到質量的影響,不過根據萬有引力計算出來的彎曲角度只有用廣義相對論計算值的一半,因爲牛頓的絕對時空觀中時間與空間是分離的,而廣相卻是一起考慮的!

關於光線在引力場中彎曲,在廣相後就被提了出來,但好巧不巧的是3年後就是1919年的日食,而且遮擋的還是畢宿星團的亮星,另外愛丁頓爵士的團隊在日食的最後一刻烏雲散去,觀測到了光線彎曲的數據,最後用統計法確定了光線在太陽引力場中彎曲的平均值,和愛因斯坦理論計算相差並不是很大,因此光線在引力場中彎曲也已經實錘!

而在二十世紀後續觀測中,這些現象比比皆是,而且還催生出一個新的觀測方式,引力透鏡,這是發現遙遠星系和黑暗前景天體的一種補充方式,也是恆星系中發現行星的一種特有方法!

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