引力红移

频率为u的光子，其能量为E = hu，同时，由于光子的运行速度为c，由爱因斯坦质能关系有：

E＝mc2，

由此就可以求得光子的惯性质量

m = hu/c2。

光子既然有惯性质量，是否也有引力质量呢？实验证明光子确实有引力质量，而且与惯性质量相等。

假设在离地球非常远的星球上，能量为E的光子从其表面发射出来，当达到地球时，由于万有引力的作用，其能量变为E′，动能的改变量恰



其中Ms为星球的质量，Rs为其半径。改写上式：

[


一个从恒星表面逃逸到无穷远处的光子获得“势能”，失去等量的“动能”。如果在表面时光子的频率为u，则在∞处光子的频率为u′=u(1-GMs/Rsc2)

这就是说，由于引力的作用，光子的频率将会变小，即光谱线要移到光谱的红端，因此叫做引力红移。对于天狼星，理论计算有



而实际观测为-6.6×10-5。



对论的结论是这样的，如果



那么光子和任何其它物体都不可能逃离这个恒星，这就是大家常听说的黑洞。

[ 本帖最后由 无为 于 2007-12-12 22:19 编辑 ]