为什么光无法逃离黑洞

我们熟悉的图景是：要逃离地球，速度需要约11千米每秒；天体越重，所需速度越大。看起来，黑洞的门槛只是高到了光速之上 - 而没有任何东西比光更快。这个答案是对的，理由却不对：光不会加速，也不是在赛跑中落败。

光速始终不变。改变的是时空本身：质量会使它弯曲，光线沿着可走路径中最直的那条前进 - 就像飞机“直飞”，在地图上画出的却是一道弧线。太阳附近的这种弯曲微乎其微，但已被多次测量到。

在黑洞附近，弯曲达到极限。就在视界上方，垂直向上的光线还能逃离；斜着射出的光线则会先上升、转弯，再落回来。离视界越近，这个逃逸锥越窄；在视界上，它会收缩为一点。视界之下，没有任何一个方向能通向外面。

2019年，人们展示了第一张超大质量黑洞周围区域的图像 - 它位于M87星系中。发光的不是黑洞本身，而是周围的炽热气体；明亮光环的一部分，是绕着黑洞弯成弧线后仍到达我们这里的光线。中间的暗斑明显大于视界本身：从旁边经过的光线也会向内弯折。

还有一条过渡带。几乎从边界处发出的光仍能到达我们这里，但会被拉长：波长变长，光子到达得越来越稀疏。从外面看，被丢进黑洞的手电筒不会一下熄灭 - 它会逐渐变红、变暗，直到完全消失。

最常造成误解的，是“吸进去”这个词。从远处看，黑洞的引力和任何同等质量的天体完全一样：如果太阳突然变成黑洞，行星的轨道不会移动 - 只是会变得黑暗而寒冷。只有紧贴视界时，一切才变得特别。