質問: ブラックホールは光でさえ重力に捕まると出られませんよね?そこで少し疑問に思ったのですが、光も物質のひとつなのですか?あまり宇宙の事とか分かりませんので分かりやすく教えてくださったら嬉しいです。回答よろ
回答: 「物理の定義」では、光は物質に入りません。 物理では素粒子を、 「物質を構成する粒子」、 「力を媒介する粒子」、 「質量の起源となる 粒子」 の3つに分類しています。 このうち「物質を構成する粒子」とは、 半整数のスピン(1/2)を持ち、 同じ場所に同じ状態で存在できない(「パウリの排他律」)、 一定のサイズで空間を占有、 大きさを持てるところにあります。 光は(光子は)「力を媒介する粒子」に分類されます。 整数のスピン(+1)を持ち、 同じ状態にいくらでも詰まることができ、 大きさを持つ物質を構成することは出来ません。 「定義」というものは、 人間が(勝手に)決めたものです。 (「物理の定義」ではそうなっています。) > 光はBHから出られない。 「質量を持たないはずの光でさえ重力に引き寄せられて曲がる。」 これは、一般相対論が予言した有名な現象の一つです。 光は量ゼロでもエネルギーや運動量はあります。 重力は質量を持ったものに働きますが、 「質量とエネルギーは等価」なので エネルギーに相当する質量を持つ光は曲がる事になります。 一言: 重力により「時空が歪む」について。 重力が作用している物体の運動方程式を、 歪んだ空間の数学で表すことが出来る という意味です。 相対論はいかに作用しているか詳しく記述していますが、 何故質量が存在すると場がゆがむのかは 全く説明していません。 (素粒子物理の観点から説明しようとすると、 力を媒介する粒子・重力子のやり取りになってきます。)