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| 17 April, 2012 | 一般 | (5 Reads)
根據相對論,下列敘述是正確的:   1.當一個物體的運動速度接近光速時,它的動量將無限增加。   2.能量與質量的關係公式E=mc2 。   3.當一個物體的運動速度接近光速時,其長度趨於0。   4.如果一定的質量被擠壓進一個足夠小的空間,它會形成一個黑洞。   把這些事實相加,我們似乎可以得出結論:一個以足夠接近光速運動的物體會成為黑洞。我們甚至可以聲稱當你相對於一顆恆星,運動速度足夠快時,恆星對於你而言會由於你觀測到它的能量增加而變成黑洞。這些當然是似是而非的,因為果真如此,一個相對於恆星固定不動的觀測者看到的將會是完全不同的景象。那麼哪裡搞錯了呢?   事實上物體不會由於其外在動能的增加而趨於變成黑洞。對一個相對於物體固定不動的參照系而言,該物體只具有靜質量能。並且除非其質量足夠大,否則它不會變成黑洞。如果它在一個參照系中不是黑洞,那麼它在其它所有的參照系中也不會是黑洞。   導致此種錯誤認識產生的部分原因在於錯誤地理解了公式E=mc2 中的質量。隨著物質的速度和動能增加的相對論質量,不能被盲目地代入向類似用質量求解黑洞半徑這樣的公式中去。避免這個錯誤的方法是只考慮靜質量(參相對論FAQ質量隨速度變化嗎?)而不提及相對論質量。   "如果一定的質量被擠壓進一個足夠小的空間,它會形成一個黑洞。"這種敘述是十分含糊不清的。不太嚴格地講,如果一定的質量M存在於半徑為2GM/c2 (史瓦西(Schwarzchild)半徑)的球中,那麼它必定是一個黑洞。但這是基於對愛因斯坦廣義相對論場方程在忽略動量、角動量以及時空自身的動力學特徵後得出的一個特殊的靜態解。   在廣義相對論中,引力不像在牛頓引力中那樣只與質量有關,它還和動量及動量流有關,甚至和自身相關。確切地定義黑洞的形成條件是十分困難的。霍金(Hawking)和潘羅斯(Panrose)提出了一些黑洞形成的奇異理論,並且從天體物理學的角度看,這些理論適用於質量足夠大的恆星在其生命晚期縮成很小的體積的時候。