引力是如何逃脱黑洞的呢?( 二 )


但如果引力以光速传播 , 这是否意味着天体的轨道肯定不稳定?事实上 , 并不是的 。 当拉普拉斯研究有限速度的引力时 , 他只考虑引力速度的影响 。 但在狭义相对论和广义相对论中 , 有限的光速会导致其他影响 , 如由于相对运动产生的时间膨胀效应以及质量的明显改变 。 在数学上 , 这些效应是源自庞加莱不变性的性质 。 由于这种不变性 , 引力的时间延迟和时间与质量的速度依赖效应相互抵消 , 这样有效的质量就会吸引有质量的地方 。 这种抵消效应意味着 , 对于轨道运动而言 , 引力就好像是瞬时作用的 。
但是等一下 , 既然引力场有一个有限的速度 , 那怎么又能产生瞬时作用呢?实际上 , 引力场并不能这样 。 但在广义相对论中 , 引力不是一种能量场 。
早在牛顿之前 , 一般都会假定在特定的时间下 , 物质和能量场在空间中会相互作用 。 通过这种方式 , 时间和空间可以被视为一个事情发生的背景 。 空间和时间被视为可以度量的宇宙网格 。 在发展狭义相对论时 , 爱因斯坦发现 , 空间和时间不能是一种绝对的背景 。 牛顿认为 , 同一时间发生的两个事件 , 在所有观测者看来都是同时的 。 但是爱因斯坦发现 , 光速的恒定需要“现在”这个概念是相对的 。 以不同速度移动的不同观测者会对事件发生的顺序产生分歧 。

引力是如何逃脱黑洞的呢?



地球附近的时空扭曲
这一原则在爱因斯坦的引力理论中被发扬光大 。 在广义相对论中 , 引力不是一种能量场 。 相反 , 质量扭曲了空间和时间之间的关系 。 如果我们回到之前的例子中 , 如果我们把质量A置于一个空无的宇宙中 , 其周围的空间和时间的关系被扭曲了 。 当我们把质量B置于附近时 , 其周围的时空扭曲意味着会朝向质量B移动 。 这看起来就像B被一股力拽向A , 但实际上这是由于时空扭曲的事实 。
正如物理学家约翰?惠勒曾经说过:“时空告诉物质如何移动;物质告诉时空如何弯曲 。 ”
这就是为什么引力作用看似瞬时 , 但引力波却以光速传播 。 引力并不是一种在时空中传播的东西 , 引力就是时空 。
黑洞由于其庞大的质量 , 是一种极端扭曲时空 。 这样的时空扭曲可以阻止光和物质逃脱 。 但时空扭曲也是引力 , 它不需要逃离黑洞 , 因为它就是黑洞 。
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