体积一立方米,质量一亿吨的物体要比白矮星更加致密,其密度大约为白矮星的100倍。不过,它没有中子星致密,其密度约为中子星的一百万分之一。
如果该致密物体在太空中,需要有另一个天体的存在,才会在引力的作用下发生坠落的情况。但无论是什么天体,并且无论距离有多远,该致密物质都不可能被加速到超光速,就连光速都达不到,超光速肯定会违背狭义相对论。
事实上,该致密物体坠落到天体上的最快速度就是天体表面的逃逸速度,无论它的质量有多大都是如此。关于这一点,可以来一下天体表面逃逸速度的推导过程。
假设一天体质量为M,半径为r。天体表面上有一个质量为m的物体,只要该物体达到了逃逸速度,它就能摆脱天体的引力束缚,从而依靠惯性无需动力就能逃脱到无穷远的地方。那么,物体的动能1/2m^2全部会被用来抵消它在天体表面上的引力势能GmM/r。假设在无穷远的地方,物体的动能和引力势能都为0,则可得如下的关系式:
可以看到,天体表面的逃逸速度只取决于天体的质量和半径,与物体本身的质量无关。
把这个过程反过来,一个物体从足够远的地方受到天体引力的作用,它会逐渐加速靠近天体,并且最终到达天体表面。同时,物体的速度被加速到最高值——天体表面的逃逸速度,无论物体的质量有多大都是如此。
在黑洞的情况下,极端的引力会让物体加速到接近光速的速度。但由于物体具有静质量,这就使其速度永远也不可能被加速到光速,而超光速更是不可能的情况。
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