扭曲光通讯有人说是黑洞扭曲了时空，导致地球围着太阳转这个说法靠谱吗？

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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有人说是黑洞扭曲了时空，导致地球围着太阳转这个说法靠谱吗？

有人提出一个这样的问题：黑洞扭曲时空，使得地球围绕太阳转，那么地球与太阳之间的万有引力定律还适用吗？

首先指出，这个认识是错误的。

从题目来看，错误有两个。一个是地球围绕着太阳转，不是黑洞扭曲时空导致的，而是太阳与太阳系天体引力相互作用导致的；二是扭曲时空是任何有质量的物体都具有本质属性，小到蚂蚁，大到恒星，都会扭曲时空，不是黑洞的专利。

当然，质量对时空的扭曲，小质量物体很轻微，甚至观测不到；大质量天体才比较明显。

爱因斯坦广义相对论认为，只要物体有质量存在，会对周围的时空产生扰动，这种扰动可以说是扭曲，也可以说是弯曲，也可以说是漩涡和陷阱，都是一码事。

有人用绷紧的床单演示时空陷阱的样子，把几个质量大小不同的球放在这种绷紧的床单上，就会在床单上压出一个个凹坑。

我们可以把床单理解为时空，这些凹坑就可以理解为质量对时空的弯曲，质量越大凹坑就越大，也就对应时空扭曲得越厉害。

当小质量球体靠近大质量球体形成的凹坑时，就会掉落到坑底。这在天体运行中就表现为大质量天体对小质量天体的吸引，也就是万有引力。

小质量的球滚过大质量球凹坑的速度较快，就不会掉落到坑底，而是顺着坑沿转圈，如果再快些，就能够逃之夭夭。

转圈的速度就是环绕速度，逃之夭夭的速度就是脱离速度，又叫逃逸速度。

太阳质量占有太阳系99.86%，是地球的33万倍，所以太阳在太阳系占有绝对统治地位。

太阳在太阳系这片时空上，所扭曲的时空是厉害的，这个时空旋涡半径有1光年。

地球等八大行星以及拉七杂八的各种较小天体，都被太阳这个扭曲的时空漩涡所捕捉，这些天体只有通过速度与这个漩涡抗衡，所以就全部围绕着太阳旋转。

因为这些行星等天体是在太阳系形成时，由恒星吸积盘残留的渣滓形成的，继承了吸积盘的角动量，一直到今天，环绕太阳的速度不快不慢，正好等于环绕速度，所以既不掉进太阳扭曲时空的坑底，也就是太阳身上，也逃不脱太阳的引力。

黑洞由于质量巨大，而且全部质量都缩进了自己的史瓦西半径内，因此在它附近时引力就十分强大。

一旦落入其史瓦西半径，就会被全部吞没，连一丝光也逃脱不了，因为那里的逃逸速度超过光速。

世界上还没有什么物质能够达到光速。

但黑洞的影响力并不很远，无穷曲率就更小，也就是在它的史瓦西半径以内。

史瓦西半径计算公式为：R=2GM/C^2

式中，R为史瓦西半径值；G为引力常量，一般取值6.67x10^-11N.m^2/kg^2；M为天体质量；C为光速。

根据公式可计算出太阳的史瓦西半径只有约3000米，地球的史瓦西半径只有9毫米。

这就是说，把太阳现在69.6万千米半径，缩小到3000米半径一个球；地球6371千米半径，缩小到9毫米半径一个球，就会变成一个黑洞。

而物质掉到这个黑洞的史瓦西半径，才被无限曲率吃掉。

所以，黑洞虽然引力巨大，但要距离很近时才会发出无穷的威力。

如果一个太阳怎么质量的黑洞在太阳现在位置，地球还是在这个位置，那引力是一样的，地球还是这样围绕着这个黑洞运行。

万有引力大小与作用双方质量乘积成正比，与作用双方距离平方成反比，表达式为：

F=GMm/r^2

式中，F为万有引力值，G为引力常量；M和m为相互作用的大小天体；r为作用双方天体之间的距离。

牛顿这个万有引力定律对于任何天体都一样，不管是行星、恒星、还是白矮星、中子星、黑洞，都适用。

现在发现距离我们最近的三个黑洞为：麒麟座v616，距离我们2800光年；天鹅座x-1，距离我们6100光年；天鹅座v404，距离我们7800光年。

距离我们最近的黑洞v616，质量约太阳的9~13倍。像这么大质量的恒星，如老人星，质量相当太阳的9.5~12倍，距离我们才有200光年左右。

引力虽然是长程力，但一旦距离远了，出了一定的控制范围，即便再大的天体，也天高皇帝远，就几乎没有任何影响了。

即便是太阳统治者整个太阳系，月球却更受地球的约束。

因为距离地球近，月地距离只是日地距离的390分之一，地球在自己150万千米的希尔球半径内，对月球还是有绝对控制权的，所以月球才会围绕着地球公转。

这是因为地球形成的引力旋涡，控制住了月球，月球只有拼命地逃走，才能够不掉到地球上来。月球的公转速度相当环绕速度，这样双方形成了一个引力平衡。

但总体上，在太阳巨大的引力圈里，地月都还是绕着太阳转的。

这就是引力相互作用的机理，其根源是质量对时空的扭曲。

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光线可扭曲，像“弹簧”一样传播，光新特性被发现！未来有大用场

趣味探索讯光线，是宇宙中速度最快的一种物质，正因为它存在和传播才让我们能用眼睛来感受这个精彩世界。尽管我们无时无刻不在跟光线打交道，但光线仍然显得那么神秘，因为它既表现出波的特性，又表现出粒子的特性，所以光被科学界看成是具有波粒二象性的物质。

不过随着研究的深入，科学家发现光除了光波和光粒子这两种特性，还存在另一个奇怪的特性。近日，一个由美国和西班牙多名科学家组成的一支研究团队宣布：他们已经发现了光的新特性，一种被称为“自扭矩 ”的特性，这种特性能让光线扭曲成奇怪形状，像“弹簧”一样传播。

根据该研究团队发表论文的说法，光线实际上可以扭曲，也可以称为角动量。具有高度结构化光束具有轨道角动量（OAM），它看起来就像是一个围绕共同中心的螺旋线，就像“弹簧”一样。当OAM光束射向一个非常平坦表面时，光图案看起来像圆环状，这种光束被称为涡旋光束。这种奇怪图案说明光的一种前所未有特性显现了。

在实验中，研究人员让两个激光束通过氩气云，迫使它们重叠变成一个光束，结果显示出了涡旋光束，即像“弹簧”一样。如果将两个激光束时间上稍微不同步又会发生什么情况呢？结果出现了一个看起来像开瓶器形状光束，显得非常奇怪。并且随着距离增加光线形状也在逐渐变化，当光束撞到一个平坦表面时，它又变成了一个类似新月状图案。

研究人员表示，若以微观的角度来观测，当激光束通过氩气云后，光束前方的单个光子围绕其中心轨道速度要比光束后方光子慢得多，所以才会让光束组建成弹簧状、圆环状、开瓶器状和新月状。研究人员将光的这一新特性称为“自扭矩 ”，它是一个现在才正式被发现的新属性。

研究人员称，光子的轨道角动量具有可调节性，其方或与通信设备中调制频率非常相似。这一新特性的发现让人类对光的了解又进了一大步，未来这个新特性或许能派上大用场，这项新发现以论文形式发表在“科学”杂志上。更有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号：有趣探索

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