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重力為何可以彎曲光線?

2024-10-04科學

重力彎曲光線的現象可以透過愛因史坦的廣義相對論來解釋。以下是一些關鍵點:

  1. 時空的彎曲 :廣義相對論認為,品質和能量會導致時空的彎曲。物體的品質越大,產生的重力場就越強,周圍的時空就會被拉伸或彎曲。
  2. 光的傳播 :光線在傳播時並不是在一個固定的空間中直線前進,而是沿著時空的曲率行進。當光線經過一個大品質物體(如星星或黑洞)時,它會沿著彎曲的時空路徑傳播,從而看起來像是被「彎曲」了。
  3. 測地線 :在彎曲的時空中,光線沿著所謂的「測地線」行進。這些測地線是時空中兩點之間的最短路徑,盡管在我們常規的三維空間中可能看起來並不是直線。
  4. 實驗驗證 :這個理論在1919年得到了實驗證實。當時,科學家在一次日全食中觀察到,星光在經過太陽附近時發生了偏折,驗證了愛因史坦的預言。

因此,重力透過影響時空的結構,導致光線的傳播路徑發生改變,從而使我們觀察到光線的彎曲現象。