對于我們這些做過一些太空作業(yè)，對光和重力的性質(zhì)有基本了解的人來說，我們可能會覺得有很多答案。這兩件事對已知的宇宙，以及我們對宇宙的認(rèn)識都有巨大的影響。
我們聽過這樣的格言，沒有什么能逃脫黑洞的引力，我們經(jīng)常認(rèn)為黑洞是宇宙的真空吸塵器，它可以吸收整個星系和任何有質(zhì)量的東西。我們還認(rèn)為光是由無質(zhì)量的光子組成的，是宇宙中移動速度最快的物體，大約以每秒30萬公里的速度移動。那么，如果光沒有質(zhì)量，那么黑洞對它有什么影響呢。20世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也是愛因斯坦相對論的重要基礎(chǔ)之一，就是光以光速運動，大約30萬公里/秒。有趣的是，這是一個恒量，這意味著光比，不能移動快慢速度。每一個觀察者，不管他們的速度移動，或光源的速度移動，還將測量光束以同樣的速度移動。
有一個像光速這樣的常數(shù)，它不像宇宙中其他可觀察到的現(xiàn)象和幾何圖形那樣，根據(jù)角度而改變，這使得它非常有價值。愛因斯坦在他的狹義相對論中使用它作為一個公認(rèn)的假設(shè)，它幫助建立了他關(guān)于時空幾何的想法，以及時間如何基于引力和速度相關(guān)的因素流動。也許對這個討論最重要的是，愛因斯坦提出了一個與牛頓對引力的傳統(tǒng)定義相反的觀點。愛因斯坦提出宇宙中的大物體具有扭曲時空的能力，而不是牛頓將引力定義為兩個都擁有質(zhì)量的物體之間的引力。換句話說，當(dāng)考慮到一個被扔出的棒球的勻速軌道，然后它緩慢地向地面劃出一道弧線時，愛因斯坦不相信這代表了引力的拉力。
令人驚訝的是，同樣的事情也發(fā)生在沒有質(zhì)量的光上。當(dāng)光經(jīng)過黑洞時，當(dāng)它在時空的直線上移動時，它不會加速它的加速度，這和質(zhì)量有關(guān)，因為光的速度是恒定的。然而，光的頻率被這種時空幾何畸變所改變，這影響了我們可以觀察到的光的顏色。這種現(xiàn)象被稱為引力紅移或藍(lán)移效應(yīng)。發(fā)出的顏色與被觀察到的顏色相比，會受到可見光光譜中光的位移的影響，無論是更接近藍(lán)色還是紅色。
