关于光的一些问题

Question

问题α：任何东西都有引力吗？若是，那任何东西都可以改变光的方向喽？
以下问题都是个人想出来的，都仅仅是假设。
问题β：光的速度可以减慢吗？例：一束光从一个较强的引力体前开始向外逃逸。此引力体的力量无法像黑洞一样束缚光，使它回来，但其力量接近于可以束缚光。此时光的速度会减慢吗？（图：
http://hi.baidu.com/mudumike/album/item/90e4f723077f424cad34debb.html）
问题γ：从上往下看,忽略三维空间的高，看见一个平面（足够大），中心有一个极强引力体（例如高质量黑洞，能够束缚光），三面都有挡板（假设这些挡板不会被吸引或破坏，且引力无法穿过它们作用于其他物体），一束光试图从左向右从此极强引力体前穿过。但由于引力太大，光被吸了进去。请问，光在受力点时，是一个急转直接改变方向（无曲线），还是有一条曲线，经过它才改变方向？（图：
http://hi.baidu.com/mudumike/album/item/cd3cbff9a3998351252df294.html）

本人希望专业人士回答，最好不要用大串公式，因为本人才初一，还没学物理。上文中的不规范用语也请谅解。
问题δ：一束光向一强引力体方向前进，在进入其引力场后，光不是会更快吗？那时间不会逆转吗？若假设成
立，光会在退出强引力体的引力，直到降到原来的光速，然后又进去，再出来，又进去，再出来，不断循环吗？

坚决鄙视其中四人的抄袭 不会的话说 大开眼界 也好
省重点高中的省重点初中初一2班的，怎么样？

我看得有点晕了~~~

Answer 1

问题α：任何东西都有引力吗？若是，那任何东西都可以改变光的方向喽？
以下问题都是个人想出来的，都仅仅是假设。

通常来讲，只有有质量的物体有引力。然而引力是时空结构（时空结构也创生自能量）弯曲的表象，能量可以引起时空的弯曲。所以，从这个意义上讲，任何能引起能量密度与宇宙大背景能量密度不同的物体都具有引力。（通常上述能引起能量密度变化的物体都具有质量。当然，也有像卡西米尔效应那样无须质量而使时空弯曲的事情存在。详见《时间简史》。）

问题β：光的速度可以减慢吗？例：一束光从一个较强的引力体前开始向外逃逸。此引力体的力量无法像黑洞一样束缚光，使它回来，但其力量接近于可以束缚光。此时光的速度会减慢吗？

严格说来，光的速度是不会减慢的。光线走的是四维时空中的测地线（两点间的最短距离），在四维时空中，光的速度是恒定不变的。上面提到了，引力是引力体弯曲时空后的观测效果，并不是真正意义上的力。光经过引力体，沿着被弯曲的时空结构行进，观测的结果就是光线产生弯折（黑洞之所以能束缚光，是因为它使时空过度弯曲的结果。四维时空的测地线闭合。）。
光在不同介质中观测到的传播速度不同的现象并不能说明光的速度改变了。光是电磁波，会受到物质的电磁效应的影响（如吸收、释放、反射等）。在介质中，光会经历十分复杂的变化（光线穿过介质所需的额外时间就用在这里），这需要相当程度（至少要到大学才能接触到）的电磁学与数学知识才能理解，这里就不详述了。简单的说，射入介质的光与射出介质的光并不是同一束光。

问题γ：从上往下看,忽略三维空间的高，看见一个平面（足够大），中心有一个极强引力体（例如高质量黑洞，能够束缚光），三面都有挡板（假设这些挡板不会被吸引或破坏，且引力无法穿过它们作用于其他物体），一束光试图从左向右从此极强引力体前穿过。但由于引力太大，光被吸了进去。请问，光在受力点时，是一个急转直接改变方向（无曲线），还是有一条曲线，经过它才改变方向？

光走的路线由时空结构决定。在可观测的范围内（黑洞视界以外。黑洞视界，即黑洞使光无法逃脱的边界。），引力体只能使时空弯曲，不能使其断折。所以光线应沿曲线行进，而非折线。

问题补充：问题δ：一束光向一强引力体方向前进，在进入其引力场后，光不是会更快吗？那时间不会逆转吗？若假设成立，光会在退出强引力体的引力，直到降到原来的光速，然后又进去，再出来，又进去，再出来，不断循环吗？

光速不变，时间不会逆转。

Answer 2

1、是。光的方向不是不可以改变的，没有一条理论说光不受外力作用。光延直线传播只是在平衡系中，如果受力极度不平衡光也会弯曲的。
2、不可以，除非是在不同介质中传播，同样在真空中光速是保持不变的。
3、你曲解了黑洞的定义，黑洞不是什么东西都能吸进去，尤其是背对黑洞发出的光黑洞怎么可能吸回去？黑洞只是把靠近它的光线吸得弯曲甚至捕获，如果是从黑洞内部发出的光则由于引力太大，无法克服第一宇宙速度因此只能围绕黑洞做圆周运动或者重新被黑洞吸收而无法脱离。

但是绝不代表没有物质可以脱离黑洞，比如科学家就发现黑洞在吸收光的同时会向外辐射电磁波，这些电磁波也是证明黑洞存在的重要证据。

Answer 3

龙关 - 魔法师 五级 回答得很详细了
我说一句也许能比较形象，但不照顾严格性。
光速不变是个基本假设，所以问题里的光速是不变了。我们假设光一秒走了一米，而如果另一情况下走完0.8米距离，光还是用了一秒，那么我们可以认为是光走慢了，也可以认为是空间伸长了关键在于你认为空间不便还是光速不变。甚至有时候会是时间也变化。
光线的弯曲，也可以看作空间的弯曲，也是一个道理，就看你的立足点，或者说参考系。
我是这么理解，不过具体理论上的我也不懂，你以后可以像这方面发展，自己研究哈

Answer 4

并不是任何东西都能改变光的方向。因为光的速度太快，只有一些特别大的星体能改变光的方向。
光的速度可以减慢。在理论上甚至可以为0，但我们制造不出这样的极端条件。
如果能有这样的条件，也应该是一条光滑的曲线，而不是急转弯。个人意见，仅供参考。

Answer 5

1.可以这么说吧
2.根据爱因斯坦的相对论来讲，光的速度是一定的，没法改变。在你学到高2的时候会教是为什么。
3.实在不懂了，问高人吧……（我也才高3）
说的不好的请多多指教

Answer 6

LZ觉得有多少这么有空的从事空间时间研究事业的专业人士在这里泡？不是专业的问题，是对问题的理解。

先一次回答全部问题，LZ对光的理解有异于现在普遍认同的关于光、时间、空间的理论。在相对论和霍金的《时间简史》中介绍，光速不变、光速绝对。顺便说说，根据v=s/t，如果观察到绝对的速度改变了，那么要保持速度绝对的想法就只能认为s、t改变了，广义的说就是空间时间变了。再说，相对论认为光没有质量，根据a=f/m，可以认为力无法作用于没质量的物体，实际上相对论的说法是没质量的物体必须以光速运动。

简单介绍两句相对论的知识，他认为空间时间都无法被准确绝对的参照，只有光速能被参照。对这个理论理解的人不多。多数人还停留在光被“扭曲”的想法。当然相对论不是说一定对，但暂时没有实验能证明他是错的，然而他却准确的预言了很多现象。

1、有质量的物体都有引力场，但引力要在两个物体以上才能产生（另外力也是有速度的）。光是不会因引力而产生速度变化。因引力变化的是空间和时间。所以在扭曲了的空间和时间中，光产生“扭曲”现象，事实上在同样的力场中观察到的光仍然在以光速直线的运动。

2、LZ大可以设定这力能让光无法逃逸出来，像黑洞。一样光速不变，按上面的解释，空间和时间已经扭曲的和外界隔绝。用LZ的假设的话，如果你和那束光在同样的处境，你会发现光仍然以光速脱离力场，外界观察他的速度减慢，但在力场的作用下那部分空间的时间也同样相对外界减慢。“距离”也相对外界的缩短。

3、没有受力点，光没有被扭曲。但在受力场影响较小的外界观察，是曲线的被吸引过去了。原因是，要以折线改变速度必须要突然受力。尽管光是不因力场而改变速度，但空间要在力场的影响下才能产生扭曲，力场是不会突然产生的，所以空间也不会产生断裂一样的扭曲。（LZ的光板设定没有必要）

空间扭曲看起来很科幻，但他很实际的解决了关于时间空间的部分疑问。而且，为什么会觉得科幻呢？其实要更深入的探讨，我们并不一定处于4维世界，空间也不是能用整数的维来描述的。按照这样的理论我们每个人有自己的尺子和时钟，【每个人其实在3维和4维之间】（这是个人观点）。要说明太复杂。也只有到你有了一定的科学知识以后才能说明。

LZ有兴趣的话，等初三的时候可以看一下《时间简史》很有趣的书，看完以后你的宇宙观有很大的改变。这书要陈述的理论很深奥，但文字很易懂。建议初三看，因为先学一些力的理论，还有光的频率周期能量，另外还有电磁场等。