朝向黑洞的光速会急剧的提高速度吗？

故事 06-26 来源：天文在线

与直觉相反，光速（正确定义）随着黑洞的接近而减小。事实上，理解恒星引力场的一种方法是把它看作是由于波前的折射造成的，是因为波前离恒星较近的部分比远离恒星的部分移动的慢。结果表明波阵面前进的方向向恒星偏转。

如光子，光的“粒子”，被认为是像一个巨大的物体，当它掉入黑洞时它确实是会加速到更高的速度。然而，因为光子没有质量，所以它的行为方式在直观上不明显。

上述“正确定义”的限定的原因是光速取决于观测者的有利位置（参照系），当我们说光速下降时，我们意思是从一个相对于是黑洞固定的观测者，其距离本质上是无限的。相反，对于自由坠入黑洞的观测者来说，光速，局部测量，不改变c的标准值。

我们大多数人听说过狭义相对论的结果，即在惯性系中光速对所有观测者都是相同的。在广义相对论中结果是不同的。在广义相对论中光速对于在惯性系中的所有观测者都是相同的。

广义相对论中的局部惯性系就是观察者处于重力自由落体状态的参照系。有一种奇特看待它的方式是自由落体的观测者的局部参照系对应于一小块平坦时空。只要观测者把测量范围限制在足够小的局部区域，平坦时空的一小块切线所提供的近似，可以成为真实时空的任意良好近似，而真实时空基本上是弯曲的。当然，在平坦时空中光速是c的通常值。

例如，一个人在地球的轨道上有一个封闭的实验室，而他在这个实验室里做一个实验来测量光速，他就会得到通常公布的c值。所有这样的观测者都会得到c的一个相同的值。

然而，如果在光在测量速度的过程中所经过的距离太大，参照系与“平”的偏差就会变得很明显。换言之，引力效应将开始变得明显。

因此，光速在引力场中不是常数是绝对正确的[根据等效原理，引力场也适用于加速(非惯性)参照系]。如果不是这样，恒星的引力场就不会使光发生弯曲。我们可以做一个简单的惠更斯波阵面重建。考虑到波阵面在离恒星不同距离上前进的速度不同(光速的变化)，从而得到恒星对光的偏转。事实上，爱因斯坦就是这样计算的:尤其是1911年，第35卷的物理学年鉴《引力对光传播的影响》。

这比广义相对论的正式发展早了大约四年。这比广义相对论的正式发展早了大约四年。这篇论文有很多英文版本。你可以在多佛出版的《相对论原理》一书的第99页找到一本。你会在那篇论文的第三部分找到，爱因斯坦对引力势中光速(可变)的推导，等式(3)，结果是，c^' = c0 ( 1 + V / c^2 ) ,其中V为重力势相对于光速c0 测量点。你可以在书中找到一个更复杂的结果，后来由爱因斯坦从弱场近似的整个通论推导出来:《相对论的意义》，爱因斯坦著，普林斯顿大学出版社(1955年)。见92-93页，方程式(107)。