从科学角度来说,光为什么不能从黑洞中逃脱?

       爱因斯坦的广义相对论把引力描述成了“质量扭曲时空产生的几何跌落”,而真空中的光只会沿着测地线飞...

广义相对论提出后不久,英国天文学家爱丁顿就准备在日食的时候观测太阳周围的恒星位置,然后再在晚上观测同一天区内的同一批恒星,通过比对它们的位置来验证“太阳引力究竟有没有偏折周围恒星发出的光?”

经历重重险阻后爱丁顿的团队终于证明了广义相对论的正确性,“引力偏折光线”也确实存在,不过诺奖委员会觉得爱丁顿的实验精度不够,所以后来广义相对论并没有获得诺贝尔物理学奖。

太阳作为一颗中等质量的黄矮星,其质量都足以扭曲光线,而黑洞作为宇宙中质量最大引力最强的一类天体,光线在途径黑洞时会发生什么情况呢?

答案是被黑洞“拐进去绕圈圈”

宇宙时空可以近似理解为一张“充满弹性”的薄膜,太阳只在这张膜上压出了小小的凹痕,所以每秒三十万公里的光在经过太阳身边时只会稍微偏折一下,而后继续以光速前行,但黑洞作为宇宙中质量最大的天体,它在时空薄膜上压出的凹陷要比太阳“深”得多。

于是乎当每秒三十万公里的光经过黑洞周围时,它的前进路线会在黑洞引力作用下被严重扭曲,最后结果就是“陷入”黑洞的引力深井中出不来,或者说“黑洞强大的引力使得逃逸速度超过了光速,所以光飞不出黑洞”

虽然光无法从黑洞中逃脱,但已故物理学家霍金生前曾根据量子力学中的“量子涨落”推断出黑洞周围的“正反虚粒子湮灭”必将不断带走黑洞的质量,从外界看来就好像黑洞自身发出的“辐射”或者黑洞在“蒸发”一样,理论上只要时间足够长,霍金辐射就能让一个黑洞消失。

霍金去世这几年来人类虽然拍到了第一张黑洞照片,但由于质量越大发黑洞霍金辐射越弱,所以“黑洞蒸发”理论目前还处于待验证阶段,我们也期待那一天到来。