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【weijibaike】当光子没有质量时,黑洞是如何弯曲光的轨迹的?

是以一种类似于温度变化的方式导致声波弯曲的,通过罗德·纳夫的海波物理,你可以知道空气中的声波在晚上是如何向下弯曲的,原因是靠近地面的冷空气密度更大。

了解声折射

对于光子和引力来说也是类似的。不要把光子当作台球粒子,因为它们有着高频电波的特性。

不过请注意爱因斯坦在1916年说到:“光线的弯曲只发生在光速是空间变量的地方”。

他没有说光“遵循时空的曲率”,这就是所谓的对孩子撒谎。

光子概念图

时空曲率与势的二阶导数和潮汐力有关,引力与势的一阶导数有关。你所在的房间里没有可检测到的潮汐力,所以也没有可检测到的时空弯曲,但是你的铅笔还是会掉下来,这是很容易被发现。

爱因斯坦也没有说“光遵循测地线”。测地线是一种抽象的东西,它实际上并不存在。然而,造成光线弯曲的物理现象确实是存在的。

测地线

空间有着“非均匀非各向同性”的性质,正如夜间的空气既不均匀也不各向同性一样。在某种程度上,靠近黑洞的空间“密度更大”,但这种密度不是一般意义上的密度,因为空间不同于空气,它们性质上是不同的。

图源:wjbaike

关于这个问题的另一个观点,可以看看奈德·赖特教授的文章——《偏转和延迟》。他说到:“在一个非常现实的意义上,光线通过一个巨大物体所经历的延迟是光线偏转的原因”。它与夜间的声音非常相似,而至于这为什么不是常识,我并不清楚。

不久前我和维基百科的编辑谈论到,光速可变理论的文章现在谈到了爱因斯坦1911年后的提议。它是这样说的:“在这种用法中,除了作为一个可变的标量速度,再也没有其他方法可以用来解释光速。”它还说:“彼得·伯格曼不同意爱因斯坦的观点,但是他为了得到爱因斯坦的支持,在1942年的早期著作中没有提及这一争论。”1936年至1941年间,彼得·伯格曼在普林斯顿做爱因斯坦的助手。在1942年他写了第一本关于广义相对论的教科书。爱因斯坦去世后,“伯格曼在1968年写了一本新书,声称矢量光速可以改变方向,但不能改变速度大小,这已成为科学界的主流观点”。

我倒认为这种流行的观点是错误的。我对很多东西有着很大影响,包括黑洞物理学,所以我预计这将需要相当长的时间来改变。改变科学界的主流观点,就如同是在改变超级油轮的航向一样困难。

这里有几个问题。光确实不会“跟随时空的曲线”(不管那意味着什么......但是确实,我以前也听说过)。然而,正是时空的曲率产生了光的弯曲,但时空弯曲不仅仅与潮汐力有关。位于时空平坦区域的物体不会“坠落”,因为潮汐力与时空的“内在”曲率有关,而不是所有的曲率。这意味着在没有潮汐场的情况下,你可以切换到一个时空是平坦的参照系,因此曲率不是“内在的”......但是在那个参照系中,没有重力加速度,你的参考系是“下降”的铅笔(说),所以没有铅笔的加速度被观察到。这就是行动中的等效原理。

图源:weijibaike

光确实遵循测地线。我不知道他们为什么要暗示测地线是抽象的这一事实,使得这在某种程度上变得不可能。抛物线也是抽象的概念,这并不妨碍(理想化的)平抛运动遵循它们。测地线的含义不是物体被约束的某种“轨道”,也不是“遵循测地线”的意思。它们就是惯性路径的意思。

你绝对可以用一种方式来分配时间坐标,这种方式可以导致光速随位置而变化。只有在局部时空度量方面,真空得到的速度测量结果会因位置不同而不同,这一点毫无争议。这完全取决于中的光速才具有固定值c。如果你使用的是某个远距离观察者的时钟,而不是光线经过的时钟,你如何定义你的术语。顺便说一句,一旦你这样做了,就没有理由把声音比作空气中的温度梯度了......因为光速的变化已经成为光线通过非均匀介质时折射的原理。

光速概念图

另外,费马原理基本上是一个测地学原理,它只是在讨论不同的不均匀性来源。你似乎对此知之甚多,以至于给自己惹上麻烦(例如假设大的、糟糕的科学机构是迟钝的,而不是你只是错过了某些东西)。我建议,谈到你在这里提出的那些主张时,至少要装出一点克制的样子。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. quora-蓝多多

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