邵峰 司志坤

（邵峰、司志坤：淄博市技師學(xué)院。）

在朗道和栗弗西滋著的《場(chǎng)論》（任朗、袁炳南譯，人民教育出版社）的第2頁(yè)中有這樣一段話：相互作用中的物體中的一個(gè)發(fā)生任何變動(dòng)，僅僅在某一段時(shí)間過(guò)了以后才能影響到其他物體。只是在這一段時(shí)間以后，由于最初的變動(dòng)所引起的過(guò)程，才開(kāi)始在第二個(gè)物體上發(fā)生。用這段時(shí)間除兩個(gè)物體間的間距，就得到“相互作用的傳播速度”（應(yīng)為光速）。（注釋：從一個(gè)粒子向另一個(gè)粒子傳播的相互作用往往叫做“信號(hào)”，它由第一個(gè)粒子發(fā)出，將第一個(gè)粒子所經(jīng)歷的變化通知第二個(gè)粒子）

這段話的意思是說(shuō)，設(shè)有A、B兩個(gè)物體，當(dāng)物體A發(fā)生位置的變動(dòng)時(shí)，它對(duì)物體B的引力作用的大小和方向就發(fā)生變化（注意，這個(gè)引力作用決不是什么引力波，在這里引力波完全可以忽略不計(jì)。如地球在圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，地球?qū)μ?yáng)的引力作用非常巨大，但卻測(cè)不到地球在繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的引力波 ，這說(shuō)明有沒(méi)有引力波還是個(gè)未知數(shù)），這種變化是以光速自A向B傳遞（傳播）。下面用一個(gè)具體的例子來(lái)揭示這段話所包含的一個(gè)重要結(jié)論。設(shè)想物體B在空間某一位置固定不動(dòng)，物體A做自由運(yùn)動(dòng)。顯然物體A在不同的位置上對(duì)物體B的作用力就不同。在作自由運(yùn)動(dòng)的物體A的運(yùn)動(dòng)軌跡上任取一點(diǎn)P，考察物體A在P點(diǎn)產(chǎn)生的對(duì)物體B的那個(gè)作用力，記為FP。

下面就分析運(yùn)動(dòng)物體對(duì)黑洞的力作用。設(shè)物體A在黑洞附近作自由運(yùn)動(dòng)。顯然物體A在不同的位置上對(duì)黑洞的引力是不同的。設(shè)點(diǎn)P是物體A的運(yùn)動(dòng)軌道上的一點(diǎn)?，F(xiàn)考察物體A在P點(diǎn)產(chǎn)生的對(duì)黑洞的那個(gè)作用力，記為FP。即研究物體A在P點(diǎn)產(chǎn)生的對(duì)黑洞的那個(gè)引力FP。由前面的討論知道，這個(gè)力FP產(chǎn)生于物體A經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的那一瞬間，即這個(gè)力FP在物體A經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的那一瞬間才產(chǎn)生出來(lái)。在這個(gè)力FP產(chǎn)生出來(lái)的那一瞬時(shí)，黑洞并不能就已經(jīng)同時(shí)受到了這個(gè)力FP的作用。從這個(gè)力FP產(chǎn)生出來(lái)的那一瞬間開(kāi)始，必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，黑洞才會(huì)受到這個(gè)力FP對(duì)自己的引力作用，即必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的傳播（傳遞），這個(gè)力FP才最終作用到黑洞上。但由廣義相對(duì)論的結(jié)論知，由遠(yuǎn)處的觀察者來(lái)看，這個(gè)引力FP需要經(jīng)過(guò)無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間才能傳播到黑洞的視界上，即這個(gè)引力FP永遠(yuǎn)也傳遞不到（到達(dá)不了）黑洞的視界上。既然這個(gè)引力FP永遠(yuǎn)也到達(dá)不了黑洞的視界上，當(dāng)然更不可能進(jìn)入視界的內(nèi)部了。因而自遠(yuǎn)處的觀察者來(lái)看，黑洞將永遠(yuǎn)也感受不到這個(gè)力FP對(duì)自身的作用，即黑洞永遠(yuǎn)也受不到物體A在點(diǎn)P產(chǎn)生的對(duì)自己的那個(gè)作用力（引力）FP 。類似的推出，黑洞永遠(yuǎn)也受不到物體A在任何其他位置上產(chǎn)生的對(duì)自身的作用力。即黑洞永遠(yuǎn)也受不到物體A對(duì)自己的引力作用。

由此說(shuō)明，該黑洞永遠(yuǎn)也感受不到其它天體對(duì)自己的引力作用。既然黑洞感受不到其他天體對(duì)自身的引力作用，那么兩個(gè)黑洞就不會(huì)相互吸引在一起組成雙星系統(tǒng)繞著對(duì)方旋轉(zhuǎn)。因此，要判斷廣義相對(duì)論這一理論是否正確，只需要通過(guò)天文觀測(cè)，看看有沒(méi)有由兩顆黑洞組成的雙星系統(tǒng)即可。

另外，既然黑洞感受不到其它天體對(duì)自身的引力作用，則黑洞就會(huì)從它所在的星系中游離出來(lái)，作無(wú)束縛的運(yùn)動(dòng)。這和目前的觀測(cè)結(jié)果完全不符，這也可以判斷廣義相對(duì)論這一理論是否正確。

當(dāng)然，本文在敘述過(guò)程中使用了“引力”這個(gè)概念，而這個(gè)概念是不屬于廣義相對(duì)論的。我們知道，在廣義相對(duì)論里是用時(shí)空彎曲這種幾何語(yǔ)言來(lái)描述引力這種現(xiàn)象的。不難看到，本文若完全用廣義相對(duì)論的時(shí)空幾何語(yǔ)言敘述出來(lái)，也完全有同樣的結(jié)論。至于本文所描述的這種現(xiàn)象怎么完全用時(shí)空幾何這種數(shù)學(xué)語(yǔ)言表示出來(lái)，有四五個(gè)廣義相對(duì)論的學(xué)者正在研究。不難想到，本文所描述的現(xiàn)象若用時(shí)空幾何的語(yǔ)言來(lái)描述的話，關(guān)鍵就是物體A在點(diǎn)P對(duì)物體B的那個(gè)引力作用FP怎么用時(shí)空幾何語(yǔ)言來(lái)描述。那么怎么來(lái)描述呢？不難想到，物體A在點(diǎn)P產(chǎn)生的對(duì)物體B的那個(gè)引力作用FP，在廣義相對(duì)論里，就可以用物體A在點(diǎn)P產(chǎn)生的時(shí)空彎曲對(duì)物體B施加的影響來(lái)描述。若把物體A看作質(zhì)點(diǎn)，則物體A在點(diǎn)P產(chǎn)生的時(shí)空就是施瓦茲時(shí)空。顯然，當(dāng)物體A還沒(méi)有到達(dá)點(diǎn)P的時(shí)候，物體A在點(diǎn)P所產(chǎn)生的施瓦茲時(shí)空還沒(méi)有產(chǎn)生出來(lái)，在到達(dá)了點(diǎn)P的瞬間（設(shè)為0時(shí)刻）才產(chǎn)生出來(lái)。瞬間產(chǎn)生出來(lái)的這個(gè)施瓦茲時(shí)空，并不能就已經(jīng)立刻同時(shí)（與0時(shí)刻同時(shí)）遍布于整個(gè)無(wú)限的時(shí)空區(qū)域了。而是從0時(shí)刻開(kāi)始，以點(diǎn)P為中心，開(kāi)始彎曲周圍的時(shí)空。這個(gè)彎曲過(guò)程是以點(diǎn)P為球心，沿著半徑以光速向外擴(kuò)展而施加彎曲的。到t時(shí)刻，形成一個(gè)以點(diǎn)P為球心，半徑為ct的球。該球體的內(nèi)部部分是施瓦茲時(shí)空，而該球體的外部部分仍為平直的歐式時(shí)空。然后該球體繼續(xù)以光速膨脹（指半徑以光速伸長(zhǎng)），直到影響到物體B。不難看到，本文所描述的現(xiàn)象就完全可以用這種幾何語(yǔ)言重新敘述出來(lái)，結(jié)論當(dāng)然完全一樣了。