科普系列 時空扭曲（上）

在廣義相對論中 最重要的觀點是所有擁有質量的物體 都扭曲了它們周圍的時空 如果我們把宇宙概念化成一個巨大的網 一個空間和時間的網格 那麼一個質量很大的物體 確實會扭曲它周圍的時空 方向距離的概念甚至時間流的概念 都因此被扭曲改變 因爲物體的存在 自然對象將傾向於在一條直線上 例如 如果我們把一個蘋果扔到星系間的真空中 它會以同樣的速度繼續沿着直線運動 但如果我們把這個蘋果 扔到一個像地球這樣的大質量物體旁邊 因爲它是如此巨大 地球彎曲了自己周圍的時空 直線在行星的方向上扭曲 彎曲和纏繞 因此 當我們釋放蘋果時 它會沿着直線運動 但是由於直線被地球的質量扭曲了 蘋果逐漸靠近地面 這種效應就是我們所說的引力 當一個物體質量很大時 它扭曲了宇宙的結構 在它的方向上形成彎曲的直線 因此 它周圍的所有物體都傾向於遵循這些曲線 從而更接近這個物體 物體間似乎相互吸引 軌跡似乎逐漸相遇 但實際上 這種現象是由於物體運動的直線曲率所產生 爲了說明廣義相對論中出現的這種奇特現象 讓我們關注宇宙中一個迷人的物體 黑洞 黑洞是一個質量非常大的物體 它的物質大部分都集中在一個點上 我們稱這個中心點爲引力起點 在宇宙中的這個精確的點上 時空結構被扭曲成無限 現代科學無法完全理解那裏發生了什麼 接近起點 時空的曲率是如此之大 以至於所有的直線都指向這個方向 在這裏沒有任何物體可以逃離黑洞 即使是光線 所有可能的路徑都通向起點 因爲黑洞中沒有光 物質和輻射都無法逃離它 因此我們把它看作一個完全黑色的球體