20xx年愛(ài)因斯坦講的相對(duì)論的故事讀后感(3篇)-資料下載頁(yè)
2025-08-13 13:48本頁(yè)面
【正文】 們從另外的角度去理解，就不難理解光速不變。平常物體的運(yùn)動(dòng)依賴于參考系的運(yùn)動(dòng)，即參考系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變會(huì)導(dǎo)致物體運(yùn)動(dòng)的改變，而光的運(yùn)動(dòng)不一樣，比如說(shuō)，從物體a上發(fā)出一束光，不管物體a的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何變，而光的運(yùn)動(dòng)依然不變，這是因?yàn)楣獾倪\(yùn)動(dòng)不需要依賴任何介質(zhì)。也就是說(shuō)，光源只決定光的運(yùn)動(dòng)方向，而不能決定光的運(yùn)動(dòng)速度。實(shí)踐證明光速不變是正確，不管你從任何方向，任何參照系去測(cè)量光的速度，都是一樣的。說(shuō)到這里，也許有人會(huì)認(rèn)為光在真空中的傳播是一成不變的，實(shí)際是并非是這樣的，在強(qiáng)大的引力場(chǎng)作用下，光的速度就要發(fā)生改變。什么是黑洞？“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個(gè)“大黑窟窿”，其實(shí)不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，就連光也不能逃脫出來(lái)。也許這樣還不容易理解，舉個(gè)例子：地球上的物體，由于地球的引力作用，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)速度小于第一宇宙速度時(shí)，就不能脫離地球，只能在地球上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)其運(yùn)動(dòng)超過(guò)第一宇宙速度時(shí)，它就可以脫離地球。黑洞其時(shí)就是這樣一種大質(zhì)量天體，它的質(zhì)量很大，以致于它產(chǎn)生的39。引力場(chǎng)連光子（根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)理論，光是由具有一定質(zhì)量的光子構(gòu)成的）都不能逃脫。因此黑洞并不是一種非發(fā)光體，而是它發(fā)出的光不能逃離它的引力場(chǎng)作用以致于人眼無(wú)法觀察到。根據(jù)廣義相對(duì)論，引力場(chǎng)將使時(shí)空彎曲。當(dāng)恒星的體積很大時(shí)，它的引力場(chǎng)對(duì)時(shí)空幾乎沒(méi)什么影響，從恒星表面上某一點(diǎn)發(fā)的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，它對(duì)周圍的時(shí)空彎曲作用就越大，朝某些角度發(fā)出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。等恒星的半徑小到一特定值（天文學(xué)上叫“史瓦西半徑”）時(shí)，就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時(shí)，恒星就變成了黑洞。說(shuō)它“黑”，是指它就像宇宙中的無(wú)底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就再不能逃出。實(shí)際上黑洞真正是“隱形”的，等一會(huì)兒我們會(huì)講到。那么，黑洞是怎樣形成的呢？其實(shí)，跟白矮星和中子星一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來(lái)的。我們?cè)?jīng)比較詳細(xì)地介紹了白矮星和中子星形成的過(guò)程。當(dāng)一顆恒星衰老時(shí)，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料（氫），由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒(méi)有足夠的力量來(lái)承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開(kāi)始坍縮，直到最后形成體積孝密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。質(zhì)量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽(yáng)的質(zhì)量。如果超過(guò)了這個(gè)值，那么將再?zèng)]有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。這次，根據(jù)科學(xué)家的猜想，物質(zhì)將不可阻擋地向著中心點(diǎn)進(jìn)軍，直至成為一個(gè)體積趨于零、密度趨向無(wú)限大的“點(diǎn)”。而當(dāng)它的半徑一旦收縮到一定程度（史瓦西半徑），正象我們上面介紹的那樣，巨大的引力就使得即使光也無(wú)法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯(lián)系——“黑洞”誕生了。與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術(shù)”，人們無(wú)法直接觀察到它，連科學(xué)家都只能對(duì)它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來(lái)的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個(gè)最基本的常識(shí)?？墒歉鶕?jù)廣義相對(duì)論，空間會(huì)在引力場(chǎng)作用下彎曲。這時(shí)候，光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短距離傳播，但走的已經(jīng)不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來(lái)是要走直線的，只不過(guò)強(qiáng)大的引力把它拉得偏離了原來(lái)的方向。
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