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我们有很简单的方法可以证明,在视界上,任何有竖直向上分量的光子都可以逃到无穷远处。我用的方法与cisc(李代甫先生)大致相同,即把质量当成一个变量来处理,我在两个多月前得到这个结果,而一位叫ruimin(靳瑞敏)的朋友称在多年以前就做了这项研究,可惜我未见到他的结果,我只能把自己的结果献给大家,供大家讨论和参考。 早在1798年(大概是吧)拉普拉斯就得出,如果一个天体的半径与质量满足下式 Rg=2GM/c^2 (c^2表示c的平方) 则它的逃逸速度就达到光速,即使光也不能逃出来。当然他的计算是把逃逸物体的质量当成恒量来处理的,而把速度当成变量来处理。可是对光来说,速度是不变的,变化的仅仅是能量(相对应的就是它的动质量)。我们设光子在视界处能量为E0,竖直向上飞出,到达任一点r处,损失能量为E,则我们可得该点处光子质量为 m=(E0-E)/c^2 光子在该点处沿矢径位移dr损失能量为 dE=GMm/r^2*dr =GM(E0-E)/c^2/r^2*dr *表示相乘 分离变量得 1/GM(E0-E)/c^2*dE=1/r^2*dr 最后解这个微分方程得 E=E0(1-e^Rc/r-Rc/Rg) Rc=GM/c^2 当r为无穷大时,Rc/r=0, Rc/Rg=1/2 E=E0(1-e^-1/2)=0.3E0 即光子从视界逃到无穷远处损失能量仅为约0.3E0,而不会损失全部能量。其实这很好理解,因为光子速度永远为c,受引力作用减小的是它的质量,因此它受的力也会因质量减小而减小,它的能量永远不会变为0。 其实对实物而言,只要能量达到一定程度,也可以从视界到达无穷远处。今天暂时到这儿,以后再讨论。
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