一个黑洞的问题

假设有个黑洞，在离洞心某一距离，引力产生的宇宙速度为1.2c（即1.2倍光速），在此距离刚好有一向黑洞引力相反的方向，以0.5c运动的飞船（0.5c是指飞船发动机的速度，也就是说该飞船被黑洞吸进去了），这时，在同距离上有一自身静止的光源（即此光源完全被黑洞引力吸引），同样向黑洞引力相反的方向发射光束，以光速不变定理，飞船上的人观察的光束应该是可以逃出黑洞的，（0.5c+c>1.2c）但以常理推断，黑洞的引力明明是可以将光永远束缚在黑洞里的，(1.2c>c)这不是有矛盾了吗？？？
还是我把其中一个环节理解错了？？谁能尽可能地给我解释清楚呢？？？？
还有补充：对不起，0.5c+c>1.2c的提法有误，就算不能c+0.5c，但从飞行员的参考系中看，因为在飞行员的参考系中，飞行员还需要增加的逃逸速度已小于光速，所以还需要增加的逃逸速度已小于光速的飞行员参考系里，飞行员观察的光以光速向外逃逸，明明是可以逃出黑洞的，这是我的疑问所在，如果想回答者对我问题有不明白的地方可以提出来的，恳请有智者的解答，这问题困扰了我很久了，谢谢了。
注:刚才"黑洞吸引飞行员的加速度已小于光速"有误，已改成“飞行员还需要增加的逃逸速度已小于光速”
感谢 蛟跃 - 魔法师 四级 的回答，毕竟打了这么多字，回答也最好，但总不能理解为，外面的观察者看到光逃不出，里面的飞行员看到光逃出去了吧？？？如果没有更好的回答，结束问题时，我会再追加蛟跃分数的
其实，我想问的是，观察者看到的光，究竟飞得出黑洞吗？？？

达到与光速可比的如此高速后的情况，速度不可以这样简单叠加的，光速为
c，是在任何参考系下看它都是c，也就是说黑洞为参考系是c，光源为参考系是c，飞船为参考系是c，在遥远的地球上的我们看它还是c，所以这里不存在0.5c+c的情况。这就是光速不变原理。

同一束光相对黑洞和相对飞船的速度都是c，那么什么是不一样的呢？是波长和频率，c=波长*频率。如果不考虑黑洞，飞船以0.5c靠近光源时，接收到的光波频率增加，波长变短，飞船上的人看到的光的色彩与静止系下看到的色彩相比会偏蓝一些，反之飞船远离光源时，接收到的光波频率降低，波长变长，飞船人看到的光色彩会偏红一些。如果飞船在黑洞引力下做变速运动，那么他眼中的光的色彩也将会不断变化。这种现象称之为多普勒效应。

另外，由于黑洞附近的强引力场作用，静止光源所发出的光在不同引力势处（也就是说离黑洞远近不同的位置处），也会有色彩的不同，因为光子能量与频率v成正比，E=hv，远离黑洞的光子克服引力势能做功，光子能量降低，频率减小，变红，反之，向着黑洞运动的光子，能量增加，频率增加，变蓝。也就是说即使观者本身是静止的，只要他处在黑洞附近的不同位置上，看同一光源发出的光的色彩也是不同的。这种现象称之为引力红移和引力蓝移。

那么飞船上的人看到的光的色彩到底怎样，是要由多普勒效应和引力红（蓝）移双重影响的，需要具体分析飞船的速度、加速度、与黑洞的相对位置关系，以及与光源的相对位置关系等，才能确切给出的。但一切的关键是光速是不变的。

==============以下针对补充问题===================

另，宇宙速度为1.2c，这个我是否可以理解为LZ想讨论的是黑洞视界以下的问题呢？视界的概念一般可以理解为c为环绕速度的半径范围，也就是说在这个距离下以光速作圆周运动的物体刚好不会落入黑洞，而射向其它方向（非切向）的光最终都会由于黑洞的吸引落入黑洞的。这里所谓最终，指的是背离黑洞运动的物体会有一个逃离的过程，类似于抛体运动，但会有个最远距离，然后返回。对于光来说，从视界面发出的光，背离黑洞运动的过程中会发生引力红移，到达无限远处红移无限大，光子能量减小为零，因此我们也可以把这种视界简化称之为无限红移面（无限红移面在广义相对论框架下还有更复杂的定义，这里不作详述了）。这里我想指出的是无限红移这个概念告诉我们，光不是不能从黑洞视界处射出，而是不能辐射到无穷远处罢了，站在黑洞附近的观者应该是可以看到比我们更多的景观的，甚至在飞船穿越黑洞视界的过程中，飞船上的人（假设他们还能活着）并不会有突然变化的感觉。

“黑洞吸引飞行员的加速度已小于光速"
这句是什么意思？加速度和光速如何可以比较大小呢？
LZ是说要从一位加速观者的角度来考察光速的问题么？那么这里很重要的就是要理解惯性参考系和非惯性参考系的概念了，加速观者本身已经是非惯性参考系了，普通经典的力学规律已经是不适用的了，通常的概念（前面提到的那些）描述都是建立在惯性参考系（静止或匀速）下的。当然广义相对论对非惯性参考系有一定的推广性理解，正常的加速观者问题是把每时每刻看作一个匀速观者研究再整体积分的，这样可以确保光速不变原理这个基本假设仍然适用，但其具体讨论过程很复杂的。如果简化来理解的话，建议LZ可以这样想，广义相对论下加速度（参考系的）与引力场不可区分，也就是说两者等价，那么，如果飞船的加速度是指向黑洞中心的话，则相当于对该飞船而言，黑洞引力场叠加飞船加速度后等价于引力场削弱（反之飞船加速度如果背离黑洞，等价于引力场加强），也就是说引力场比静止观者（惯性系）看到的要弱，在他看来的黑洞视界范围也比静止观者认为的视界要小。那么，静止观者说这个光源在视界处发出的光刚好无法逃出黑洞射向无穷远，而飞船观者说这个光源在我看到的视界之外，因此它发出的光完全可以逃出黑洞，射到无穷远处剩余能量也不是零。

不知道我的这个解释是否是LZ想要的？

一个黑洞的问题 悬赏分：150 - 离问题结束还有 19 天 9 小时 假设有个黑洞，在离洞心某一距离，引力产生的宇宙速度为1.2c（即1.2倍光速），在此距离刚好有一向黑洞引力相反的方向，以0.5c运动的飞船（0.5c是指飞船发动机的速度，也就是说该飞船被黑洞吸进去了），这时，在同距离上有一自身静止的光源（即此光源完全被黑洞引力吸引），同样向黑洞引力相反的方向发射光束，以光速不变定理，飞船上的人观察的光束应该是可以逃出黑洞的，（0.5c+c>1.2c）但以常理推断，黑洞的引力明明是可以将光永远束缚在黑洞里的，(1.2c>c)这不是有矛盾了吗？？？ 还是我把其中一个环节理解错了？？谁能尽可能地给我解释清楚呢？？？？ 问题补充：还有补充：对不起，0.5c+c>1.2c的提法有误，就算不能c+0.5c，但从飞行员的参考系中看，因为在飞行员的参考系中，飞行员还需要增加的逃逸速度已小于光速，所以还需要增加的逃逸速度已小于光速的飞行员参考系里，飞行员观察的光以光速向外逃逸，明明是可以逃出黑洞的，这是我的疑问所在，如果想回答者对我问题有不明白的地方可以提出来的，恳请有智者的解答，这问题困扰了我很久了，谢谢了。 注:刚才"黑洞吸引飞行员的加速度已小于光速"有误，已改成“飞行员还需要增加的逃逸速度已小于光速” 感谢 蛟跃 - 魔法师 四级 的回答，毕竟打了这么多字，回答也最好，但总不能理解为，外面的观察者看到光逃不出，里面的飞

假设空间没有以太背景，一切运动都是相对的，那么遥远的恒星相对以每秒一周自转的小球是在以超光速旋转； 假设空间有以太背景，一切运动都是在以太里游泳，光也靠振动以太传播，限制速度超过光速的阻力也由以太产生，那么一定有能克服以太做超光速运动的微粒。 我个人比较赞成后者，因此，在不确定的理论基础上讨论黑洞内的超光速问题似乎为时过早。

哈哈，很明显这位老兄没有明白相对论的奥义。 请问，你到底是相对谁啊？谁是参照物啊？ 很明显，黑洞是参照物呀！你干嘛要取飞船的相对速度啊？ 你这个问题不是和那个屁股后面绑个手电筒，骑自行车超光速的概念是一样的么？ 是黑洞在吸引光！不是飞船在吸引光！ 你一定要明白这个道理呀，你的参考系和作用力物体必须得是相同的呀！ 在我看来王治郅就很高了，可是在姚明看来王治郅还是矮！ 不知道我这么说你明白不明白？ 说得明白点： 你不能通过光线和飞船的相对运动来判断光线和黑洞之间的相互作用啊！ 光线和飞船的相对运动决定光线和飞船的相互作用， 光线和黑洞的相对运动决定光线和黑洞的相互作用。 而光线和飞船的相对运动不能决定光线和黑洞的相互作用！ 明白了么？ 补充回答： 这位同学，你好像没弄清楚状况！ 其一，光线相对飞船来说是远离的，观察着根本就接受不到光线... 也就是说，他根本不可能观察到。 其二，即使他能感知光线的状态，他也会比光线先到达黑洞奇点。 其三，光线相对黑洞来说是被黑洞吸引进去，根本不可能逃逸。 你所说的“光线相对于飞船的速度”大于“黑洞的引力速度”是不切实际的。 我们要想知道光线是否能够逃逸， 要用“光线相对于黑洞奇点的速度”和“黑洞在该点的引力速度”相比较才能得到结果。 而你用“光线相对于飞船的速度”和“黑洞在该点的引力速度”相比较，则是选错了参照物。 “光线相对于飞船的速度”和“黑洞在该点的引力速度”相比较， 并不能得到“光线可以逃逸”这样的结论。 你的这种提法本身就是错误的。 综上所诉，光线、飞船、黑洞奇点三者的情况应该是这样的： 飞船以很快的初速度和加速度接近黑洞奇点，这段时间飞船远离光线。 光线以很慢的初速度和很大的加速度接近黑洞奇点， 然而，这个过程一开始，飞船恐怕很快就会到达黑洞奇点。 这是一个非常短暂的时间，以至于可以被忽略 大致情况应该就是这样的。 当然，其实黑洞视界内的空间已经被严重扭曲，经典物理学已经不适用了。 只能大致的想像一下当时的情况，不能完全当真。 何况人们永远也不可能知道具体情形到底是怎么样的，只能凭想象了... 这是我最后一次修改答案的机会了，如果还有什么不明白的地方发短消息沟通吧。

根据爱因斯坦相对论,光速不能叠加,即c+0.5c是不成立的. 但由此判断,即使你是0.5c,而c能超过你,也就是说,你赶不上c,但引力产生的1.2c毕竟还是大于c,所以应该逃不出黑洞. 再转念想想,根据爱因斯坦相对论,相对时间公式为: t=t1*√(1-v^2/c^2) t=物体运动时时间流速 t1=物体静止时时间流速 v=物体速度 c=光速 此题中,我个人认为参考系应该还是c.毕竟正常时间流速还是c,1.2c只是宇宙速度,并非为时间参考系.这样一来,时间停止,甚至倒流.但是距爱因斯坦相对论,暂时是没有物体能超过光速的,这题对于爱因斯坦相对论似乎有些违背.但我们不得不假设一下:照这么来说,那束要逃出黑洞的光,反倒不能离开黑洞的施瓦西表面,倒是会被黑洞的引力或造成的时间倒流而后退.而对于飞船来说,它们也要被黑洞吸引,而且吸引速度比光还要快,毕竟它是0.5c.

　　超大质量的黑洞其密度可能很低，因为其体积可能非常大，科学家猜测我们整个宇宙就有可能是一个超大质量黑洞。宇航员的能否逃逸和它的逃逸速度有关，如果他的逃逸加速度有足够大，能够抗衡黑洞的引力时，就可以逃逸出来。

　　你所说的黑洞爆发其实是黑洞蒸发，在1974年，霍金发现了黑洞的蒸发现象，即黑洞可以向外发射物质，而使质量减小。 质量越大的黑洞，温度越低，蒸发的越慢；质量越小的黑洞，温度越高，蒸发的也越快。超大质量的黑洞，基本上就不存在蒸发了。黑洞蒸发现象是在粒子和反粒子尺度上进行的，所以宇航员不可能逃的出来。

　　黑洞的蒸发现象是由于宇宙中的真空中会突然出现一对正粒子和反粒子，然后它们再互相湮灭，这个过程虽然很短暂，但是黑洞的引力无时不在，当粒子出现时，黑洞会捕获反粒子，而正粒子就在外面显形，黑洞就自发损失了能量，也就是损失了质量，由于微型黑洞的宏观尺度和基本粒子相当，能量损失时的跃迁可能使得粒子运动大于视界半径的距离，结果就是粒子逃出，变成黑洞蒸发现象。