光具有動(dòng)質(zhì)量

這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)涉及到愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程。

至今原因，其實(shí)是這樣的，一個(gè)物體的質(zhì)量其實(shí)分兩種，一種叫做靜質(zhì)量，一種叫做動(dòng)質(zhì)量。而光呢？光的靜止質(zhì)量其實(shí)是0，也就是說(shuō)他沒(méi)有靜止質(zhì)量，很多人喜歡管它叫做純能量。不過(guò)呢，實(shí)際上光還是有質(zhì)量的，這個(gè)質(zhì)量就是動(dòng)質(zhì)量。

那具體咋理解呢？

也很簡(jiǎn)單，我們都知道炸彈爆炸的原理，爆炸會(huì)產(chǎn)生大量的能量，這當(dāng)中主要就是熱和光，本質(zhì)上都是電磁波。而爆炸前后，其實(shí)質(zhì)量是有損失的。但咱們其實(shí)說(shuō)的是在一個(gè)開(kāi)放的地方爆炸彈。如果，你把炸彈扔到鍋里，蓋上蓋子。而這口鍋是一個(gè)理想的鍋，意思是它和外界是隔絕的，不會(huì)有能量交換。那這個(gè)時(shí)候，即使爆炸了，這口鍋的前后質(zhì)量都不會(huì)發(fā)生任何的改變。無(wú)論這顆炸彈是不是核彈，都是這樣的結(jié)果。

所以，愛(ài)因斯坦想說(shuō)的其實(shí)是質(zhì)能等價(jià)，而不是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。因?yàn)樵谒睦碚撝?，質(zhì)量和能量其實(shí)是同一個(gè)東西，只是同一樣?xùn)|西的兩個(gè)面。

也就是說(shuō)，我們還拿著一個(gè)鍋，把一坨光放到理想的鍋里面，然后拿到秤上去稱量，那這個(gè)也能測(cè)出這坨光對(duì)應(yīng)的質(zhì)量，只不過(guò)會(huì)非常小而已，那具體多少，是可以根據(jù)E=MC^2計(jì)算得到。這也就是為什么，我們說(shuō)光不具有靜止質(zhì)量，但卻具有動(dòng)質(zhì)量的原因。

萬(wàn)有引力定律

但通過(guò)質(zhì)量等價(jià)，總歸來(lái)說(shuō)，光還是有質(zhì)量的。于是，我們就可以利用牛頓的萬(wàn)有引力定律了。這個(gè)定律告訴我們，兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力與這兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比關(guān)系，而與這兩個(gè)物體之間的距離平方成反比例關(guān)系。

如果兩者之間都沒(méi)有初速度，那他們應(yīng)該就是下面這樣：

但是，我們知道，光是有初速度的，所以光會(huì)在萬(wàn)有引力的作用下發(fā)生彎曲，至少路徑會(huì)受到引力的影響。那黑洞為什么可以吸光的？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是引力巨大無(wú)比。

我們可以通過(guò)宇宙速度來(lái)理解，我們都知道地球存在一個(gè)第一宇宙速度，這個(gè)速度可以保證天體圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)速度的大小就是7.9km/s。

這個(gè)速速的并不能保證物體逃離地球，所以還有一個(gè)逃逸速度，也被叫做第二宇宙速度。只要大于這個(gè)速度，就可以脫離地球的引力。這個(gè)速度是11.km/s。

不過(guò)地球在宇宙中其實(shí)就屬于比較矮小的存在。實(shí)際上，對(duì)于任意天體，其實(shí)都有逃逸速度。而黑洞呢？就是逃逸速度超過(guò)光速的天體。逃逸速度超過(guò)光速意味著，達(dá)到光速都跑不掉，所以，光如果跑到黑洞附近，也就只能被黑洞里面去了。

所以，黑洞其實(shí)是宇宙中最恐怖，也是最彪悍的天體。

廣義相對(duì)論

不過(guò)，關(guān)于引力的解釋，愛(ài)因斯坦其實(shí)提出了他的理論，這套理論的普適性比牛頓力學(xué)更廣。我們稱之為廣義相對(duì)論。在這個(gè)理論當(dāng)中，愛(ài)因斯坦認(rèn)為，我們生活的世界是一個(gè)三維時(shí)空，而引力的本質(zhì)實(shí)際上是三維時(shí)空的彎曲。

惠勒就曾高度概括過(guò)這個(gè)理論，他是這么說(shuō)的：

物質(zhì)告訴時(shí)空怎么彎曲。時(shí)空告訴物質(zhì)怎么運(yùn)動(dòng)。

而影響時(shí)空彎曲的其實(shí)是物體的質(zhì)量，如果我們把三維時(shí)空看成是二維的，那么三維時(shí)空的彎曲就好像是床單被鋼柱壓彎了。太陽(yáng)就是壓彎了時(shí)空，然后地球沿著測(cè)地線在運(yùn)動(dòng)，這個(gè)測(cè)地線的概念類似于二維平面的兩點(diǎn)之間的最短距離，它是三維時(shí)空中的“兩點(diǎn)之間最短距離”。

而光線經(jīng)過(guò)天體時(shí)，其實(shí)也是沿著測(cè)地線在運(yùn)動(dòng)。所以，用廣義相對(duì)論也能解釋光線偏折的問(wèn)題。

而黑洞呢？他其實(shí)是可以把時(shí)空彎曲到十分恐怖的程度的一種天體。

所以，光其實(shí)是因?yàn)楹诙窗褧r(shí)空極度扭曲之后，光在沿著測(cè)地線運(yùn)動(dòng)時(shí)，掉進(jìn)了黑洞里。所以，無(wú)論從牛頓的萬(wàn)有引力定律還是從愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論都能解釋光線為什么會(huì)被黑洞所吸引的原因。