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发信人: redfox (食人族), 信区: Science
标  题: 如果运动太快，你会变成黑洞吗？
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年06月07日10:11:29 星期三), 站内信件

 如果运动太快，你会变成黑洞吗？  
 　　根据相对论，下列叙述是正确的： 

　　1.当一个物体的运动速度接近光速时，它的动量将无限增加 
　　2.能量与质量的关系公式E=mc^2 
　　3.当一个物体的运动速度接近光速时，其长度趋于0 
　　4.如果一定的质量被挤压进一个足够小的空间，它会形成一个黑洞 

　　把这些事实相加，把这些事实相加，我们似乎可以得出结论：一个以足够接近
光速运动的物体会坍缩成黑洞。我们甚至可以声称当你相对于一颗恒星的运动速度
足够快时，恒星对于你而言会由于你观测到它的能量增加而变成黑洞。这些当然是
似是而非的，因为果真如此，一个相对于恒星固定不动的观测者看到的将会是完全
不同的景象。那么哪里搞错了呢？ 

　　事实上物体不会由于其外在动能的增加而趋于变成黑洞。对一个相对于物体固
定不动的参照系而言，该物体只具有静质量能。并且除非其质量足够大，否则它不
会变成黑洞。如果它在一个参照系中不是黑洞，那么它在其他所有的参照系中也不
会是黑洞。 

　　导致此种错误认识产生的部分原因在于错误地理解了公式E=mc^2中的质量。随
着物质的速度和动能增加的相对论质量，不能被盲目地代入向类似用质量求解黑洞
半径这样的公式中去。避免这个错误的方法是只考虑静质量（参相对论FAQ质量随
速度变化吗？）而不提及相对论质量。 

　　“如果一定的质量被挤压进一个足够小的空间，它会形成一个黑洞”这种叙述
是十分含糊不清的。不太严格地讲，如果一定的质量M存在于半径为2GM/c2（史瓦
西(Schwarzchild)半径）的球中，那么它必定是一个黑洞。但这是基于对爱因斯坦
广义相对论场方程在忽略动量、角动量以及时空自身的动力学特征后得出的一个特
殊的静态解。 

　　在广义相对论中，引力不象在牛顿引力中那样只与质量有关，它还和动量及动
量流有关，甚至和自身相关。确切地定义黑洞的形成条件是十分困难的。霍金（
Hawking）和潘罗斯（Panrose）提出了一些黑洞形成的奇异理论，并且从天体物理
学的角度看，这些理论适用于质量足够大的恒星在其生命晚期坍缩成很小的体积之
时。 

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