典型习题中的现代物理知识（第二讲） 黑洞,GM/c<sup>2</sup>还是2GM/c<sup>2</sup>?

典型习题中的现代物理知识（第二讲）黑洞,GM/c²还是2GM/c²?

摘要: 上一讲所说引力红移,即频率为v₀的光子从质量为M、半径为R的天体表面发射到无穷远,频率会变为v（v0）,引力为红移: Z=（v₀-v）/v=（1-GM/c²R）^-1-1…（1）由此可知,一定质量的天体,其半径越小,周围的引力场越强,光的引力红移现象越显著。当R缩到R_g=GM/c²…（2）时,v将变为零（Z→∞）,这意味着光子的动能mc²=hv₀在引力场中全部耗尽（hv₀=GMm/R）;若Rg,光子的动能再也无法满足引力势能增加的需要,这时该天体的引力场就强到了连光子也不能从其表面逃逸的程度。第五届全国中学生物理竞赛（1988年）决赛中就有一题涉及到这种天体:“有一种超高密度的天体,其巨大引力使得光子也无法逃逸出来,……,这种天体叫黑洞。