對于我們這些在太空做過一些功課，并且對光和重力特性有基本了解的人，我們可能會覺得有很多答案。 這兩件事對已知的宇宙以及我們對它的概念産生了巨大的影響。然而，這兩個宇宙基本方面的相互作用有點令人困惑。

圖解：光纖束

我們聽過像“沒有什麼可以逃脫黑洞引力”的諺語，我們經常認為黑洞是宇宙真空吸塵器，可以吸收整個星系和其他任何有質量的物質。我們還認為光是由無質量光子組成的，并且是宇宙中移動速度最快的物體 - 以大約300,000公裡/秒的速度移動。那麼，如果光沒有質量，黑洞對它有什麼影響呢？

20世紀最重要的發現之一，也是愛因斯坦相對論的關鍵基礎之一，是光以“光速”移動 - 大約300,000 km / s。有趣的是，這是一個通用常數，意味着光不能比那個速度更快或更慢地移動，并且每個觀察者，無論它們移動的速度如何，或者光源移動的速度都是如此，還将測量以完全相同的速度移動的光束。

像光速一樣恒定，不像基于視點的變化，像宇宙中其他可觀察的現象和幾何一樣，使它變得非常有價值。愛因斯坦在他的狹義相對論中使用它作為一個被接受的假設，它幫助建立了他關于時空幾何的思想，以及基于引力和速度相關因素的時間流動。

也許對于這次讨論最重要的是，愛因斯坦對牛頓傳統的引力定義提出了一種觀點。愛因斯坦并沒有将牛頓的引力定義為兩個具有質量的物體之間的吸引力，而是提出宇宙中的大物體具有扭曲時空的能力。換句話說，當考慮投擲棒球的恒定速度軌迹，然後輕輕地向下擊倒地面時，愛因斯坦并不認為這代表了引力的“拉力”。

圖片來源：Designua / Shutterstock

他說，通過扭曲兩個物體之間的時空幾何形狀，新的軌迹實際上是一條不斷變化的“直線”。

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令人驚訝的是，我們看到同樣的事情發生在沒有質量的光線上。 當光線經過黑洞時，随着它在時空的直線上移動，它不會加速它的加速度，因為光具有普遍恒定的速度。 然而，光的頻率被這種時空幾何失真改變，這會影響我們可以觀察到的光的顔色。 這種現象稱為重力紅移或藍移效應。 發射的顔色與觀察到的顔色相比将受到可見光譜内光線的移動的影響，更接近藍色（較短波長）或紅色（較長波長）。

現在，我們一直在讨論光線及其顔色受到重力井的影響并經過黑洞附近，但主要事件呢？ 人們說黑洞有如此強大的引力，即使光也不能逃脫它，但這似乎與我們剛剛學到的一切相反。 光不能改變它的速度，那麼它怎麼能被黑洞“包含”或“捕獲”？

黑洞是宇宙中的獨特現象，因為它們具有所謂的事件視界。 除此之外，物質無法擺脫黑洞的“拉動”。 鑒于我們對藍光和紅光偏移的了解，加上大型物體附近的時空扭曲，我們開始了解光線會發生什麼。 光線越接近事件視界，時空扭曲越多，光線就會彎曲。

如前所述，廣義相對論說任何大質量的物體都會扭曲它周圍的時空。 由于光子以兩點之間的最短距離傳播，因此當光線在大型物體周圍經過扭曲的時空時，光似乎會彎曲。

這意味着重力不會直接彎曲光線（通過影響光子的運動）; 隻是一個巨大的物體（一個黑洞）周圍的時空扭曲，光線采取最短的路徑（有點彎曲），使它看起來像黑洞正在影響光的運動。 （來源）在事件視界中，時空彎曲成自身。 這種現象的結果是光線無法逃離黑洞。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. sciabc- John Staughton

由于光沒有質量，它如何被黑洞的引力拉扯？ - 哈勃站點

如果光沒有質量，那麼它是什麼吸引到黑洞？ - 詢問天文學家（康奈爾大學）

如果光子具有零質量，為什麼它們會感受到重力的影響？ - 詢問天文學家（康奈爾大學）

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