光被黑洞吸进去之后变成了什么?光在落入黑洞后就变成黑洞的质量和角动量了。在霍金年轻的时候,曾经跟别人一起证明过一条定理——黑洞无毛定理。这条定理表明,当黑洞的事件视界形成以后,所有落入黑洞的物质信息都将失去,对于外界观察者它只剩下质量、电荷、角动量三个物理量,所以中国人很喜欢称它为三毛定理,这其实更加贴切
光被黑洞吸进去之后变成了什么?
光在落入黑洞后就变成黑洞的质量和角动量了。
在霍金年轻的时候,曾经跟别人一起证明过一条定理——黑洞无毛定理。这条定理表明,当黑洞的事件视界形成以后,所有落入黑洞的物质信息都将失去,对于外界观察者它只剩下质量、电荷、角动量三个物理量,所以中国人很喜欢称它为三毛定理,这其实更加贴切。那么物质落入黑洞丢失的信息包括哪些呢?包括除质量、电荷和角动量以外的所有信息!自然包括了属于何种粒子和粒子的数量。因此,当一束光落入黑洞,由于光携带能量,根据狭义相对论的质能方程,光的能量可等价为质量。这样,这束光将增加黑洞的质量,由于光子是中性粒子,因此它[繁体:牠]并不会增加或减小黑洞的电荷,而根据光{练:guāng}进入黑洞的轨道不《拼音:bù》同,它将会改变黑洞的角动量,如果这束光是顺着黑洞自旋方向落入黑洞,就会增加黑洞的自旋角动量;如果这束光是逆着黑洞自旋方向落入黑洞,就会降低黑洞的自旋角动量。
这就是光进入黑洞后给外界留下的所有信息了,也就是对于外界来说,光变成了黑洞的质量和角动量了。
不过如果你其实想问的是光子进入黑洞后会变成什么,那这个问题确实不太好回答,因为光子最终会落向奇点,而奇点是什么实在没法回答,按照广义相对duì 论,它就是一个无限扭曲的几何点,广义相对论本身预言了在这个点上所有现有物理规律都(练:dōu)会失效,包括广义相对论本身。因此,实际上广义相对论并不清楚奇点会是什么,因为在奇点处所有的物理量都发散了。
虽然不知[读:zhī]道最终落入奇点(繁:點)后会怎么样,因为奇点是时间为0点,是时间的终点,所以问落入奇点(繁:點)后会怎么样是个病句,因为这相当于在问时间的终结之后会怎样……说得好像时间终结后还有之后似的……
虽{练:suī}然落入奇点后没法讨论,然而科学家还是得解释物质落入黑洞到达奇点前会怎《拼音:zěn》么样,按照现有理论,落入黑洞的光子将落向奇点,当趋近奇点时,时空弯曲得极其严重,以至于所有物质结构都无法存在,光子将失去原有物理特性,转化为一段扭曲的时空。而它原有的物理特性将成为黑洞的物理特性,比如携带的能量动量变成为黑洞的质量和角动量。按照经典的理解,这个质量和角动量是给了奇点的,但是由于奇点不(pinyin:bù)可描述的特征,我也只能说给了黑洞了……
不过虽然奇点本身不可描述,但是它的周围还是可以描述的,所以根据奇点周围的物理性质{练:zhì}还是能给奇点下一个定义。对于广义相对论,“物质”的能量动量会使时空弯曲,能量动量越集中、密度越大,时空越弯曲,当物质结构发生坍缩到形成视界后,理论上就没有任何物理结构能阻止物质继续坍缩,然后时空最终被无限的扭曲了,因为能量动量的密度坍缩到无穷大了。而这个能量密度无穷大的奇点,由于不可能存在任何hé 目前已知的物质结构,包括任何已知的基本粒子,所以它里面应该除了无限弯曲的时空就什么都没有了。
对于一个带角动量的奇点,由于奇点处的物理量发散,半径变得无穷小,角速度将变得无穷大,因此它无法保持点状,而是会旋成一个环,科学家把这个环称为奇环,奇环的半径大小由黑洞的角动量决定,角动量越大,奇环的半径也越大。因此,当携带了与黑洞相同方向的角(jiǎo)动量的粒子(包括光子)落入黑洞,除了增加奇环周围的时空曲率,还会增加奇环的半径大小!而奇环虽然有半径,但它同样是没有(yǒu)体积的(读:de),它的周围同样是无限弯曲的时空,不过它{pinyin:tā}是高速自旋的无限弯曲的时空,所以我们也可以把它看成无限扭曲的时空!根据前面对奇点的定义,也就是说奇环除了无限扭曲的时空就什么都没有了。
那么你可能会奇怪,落入(读:rù)奇点奇环的能量动量去哪了?物理学家根据广义相对论给出了答案:就在弯曲(扭曲)的时空里!弯曲(扭曲)的时空就蕴含了落入奇点(奇环)的物质的所有能量动量{pinyin:liàng}!还记得几年前人类第一次探测到的那个带走了三个太阳质量的引力波吗?它实际上就是一段弯曲时空的涟漪,它其实除了弯曲时空就什么都没有,但是它却包含了相当于三个太阳质量的能量。
光子在空中飞来飞去,那它是怎么消失的?
光是世界上必备的物质,往往就和空气一样被人淡忘。准确地说,我们在200年前甚至都不知道光是什么?尽管此前牛顿和胡克分别认为光是粒子和波,但是那只是对光的《拼音:de》性质猜测而已。距离彻底认识光的本(běn)质还有很长的路要(pinyin:yào)走。
我们现在【练:zài】知道光是由光子这种物质构成的,光子没有静止质量,只有运动(繁:動)质量,光子具有《读:yǒu》波粒二象性,光子从原子内部发出和从能量转化而来。
回到题目本身,空气中的光子其实寿命(读:mìng)十分短,基本上很快就被物质吸收了
光子在空气中会遇见空气分子,灰尘,水蒸气等等物质,这些都会(huì)吸收光子
让我们从微观的角度探讨一下光子是如何被吸收的?
不光是氧气,氮气,二氧化碳分子还是雾霾、水分子等等 都是具有原子结构的,这些原子在化学键的作用下形成分子,分子的叠加才有机会形成肉眼可观的物质(空气除外)空气中的各种原子都具有核外电子,光子在撞击到核外电子后会被吸收,而吸收光子的核外电子会处于激发态,理论上会释放出被(bèi)吸收光子相近频《繁体:頻》率的光子。
所以空气中的光子被原子内部的核{pinyin:hé}外电子吸收后(hòu)会使其处于激发态【练:tài】,并又释放光子。
所以空气中的光子就是一个不断被吸收和释放《拼音:fàng》的过程。
如果光子不会被吸收,那澳门金沙么我们就【读:jiù】看不见物体的颜色了,正是因为光子被物体吸收后,再发射出的光子会呈现与原先不同的频率,这种频率在可见光的范围内就是物体的颜色。
那么光子在什么情况下不会消失?
只有一个答案:那就是不碰到任何物质,比如浩瀚无垠的宇宙深空。只要光子不遇到物{练:wù}质,那么它直播吧们就会永远在宇宙中飞行,它们不会凭空消失。
正是如此{pinyin:cǐ},我们才能看见460亿光亚博体育年外星系发出的光,甚至可以看到宇宙大爆炸的第一缕光。
光子在空中飞来飞去,那它是怎么消失的?
光是世界上必备的物质,往往就和空气一样被人淡忘。准确地说,我们在200年前甚至都不知道光是什么?尽管此前牛顿和胡克分别认为光是(练:shì)粒子和波,但是那只是对光的性质猜测而已。距离彻底认识光的本质还有很长的路(读:lù)要走。
我们现在知道光是由光子这种物质构成的,光子没有静止质量(pinyin:liàng),只有运动质量,光子具有波粒二象性(xìng),光子从原子内部发出和从能量转《繁体:轉》化而来。
回到题目本身,空气中的光子其实寿命十分短,基本上很{piny澳门新葡京in:hěn}快就被物质吸收了
光子在空气中会遇见空气分子,灰尘,水蒸气等等物质(繁体:質)澳门永利,这些都会吸收光子
让我们从微观的角度探讨一下光子是如何被吸收的?
不光是氧气,氮气,二氧化碳分子还是雾霾、水分子等等 都是具有原子结构的,这些原子在化学键的作用下形成分子,分子的叠加才有机会形成肉眼可观的物质(空气除外)空气中的各种原子都具有核外电子,光子在撞击到核外电子后会被吸收,而吸收[练:shōu]光子的核外电子会处于激发态,理论上会释放出被吸收光子相(xiāng)近频率的光子。
所以空气中的光子被原子内(繁:內)部的核外电子吸收后会使其处于激发态,并又释放光[读:guāng]子。
所以空气中的光子就是一个不断被吸收和{读:hé}释放的过程。
如果guǒ 光子[pinyin:zi]不会被吸收,那么我们就看不见物体的颜色了,正是因为光子被物体吸收后,再发射出的光子会呈{练:chéng}现与原先不同的频率,这种频率在可见光的范围内就是物体的颜色。
那么光子在什么情况下不会消失?
只有一个答案:那就是不碰到任何物质,比如浩瀚无垠的宇宙深空。只要光子不遇到物质(繁:質),那么它们就会永远在宇宙中飞{练:fēi}行[读:xíng],它们不会凭空消失。
正是如此,我们才能看见460亿光年外星系(繁体:係)发出的光,甚至可[练:kě]以看到宇宙大爆炸的第一(yī)缕光。
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