摘要：首先要澄清：光子被黑洞吸引，绝非 “自愿”—— 拟人化的表述虽有趣，却不符合物理规律；真正的原因，要从爱因斯坦广义相对论对引力的全新解释说起，它彻底颠覆了我们对 “质量产生引力” 的传统认知，也揭开了光子 “无质量却受引力影响” 的奥秘。
“光子没有质量，为什么会被黑洞吸住？”“难道光子是‘自愿’掉进黑洞的？” 这两个问题，藏着大众对 “引力” 和 “光子” 的常见认知误区。
首先要澄清：光子被黑洞吸引，绝非 “自愿”—— 拟人化的表述虽有趣，却不符合物理规律；真正的原因，要从爱因斯坦广义相对论对引力的全新解释说起，它彻底颠覆了我们对 “质量产生引力” 的传统认知，也揭开了光子 “无质量却受引力影响” 的奥秘。
要理解这个问题，首先要打破一个固有观念：“只有有质量的物体才会受到引力作用”。在牛顿的经典力学中，引力确实与物体的质量直接相关 —— 质量越大，引力越强，就像地球因质量远大于苹果，能将苹果吸引到地面。
但牛顿的引力理论，只适用于低速、弱引力的宏观场景，当面对黑洞这种 “极端引力天体” 时，它就完全失效了。爱因斯坦在 1915 年提出的广义相对论，给出了更本质的引力解释：引力不是物体之间的 “超距作用力”，而是质量（或能量）弯曲时空后产生的几何效应。
什么是 “时空弯曲”？我们可以用一个通俗的比喻理解：把宇宙的 “时空” 想象成一张平坦的弹性床垫，当你把一个铅球（代表大质量天体，如黑洞）放在床垫上，铅球会因重量压弯床垫，形成一个凹陷；此时如果在凹陷周围放一颗小球（代表光子或其他天体），小球不会沿直线滚动，而是会绕着凹陷的边缘转动，甚至掉进凹陷中 —— 这并非铅球 “主动吸引” 小球，而是铅球弯曲了床垫（时空），小球只是在弯曲的床垫（时空）中沿 “最短路径” 运动。
光子的情况也是如此。
光子虽然没有静止质量，但它具有能量（根据质能方程 E=mc²，能量与质量本质上是同一事物的不同表现形式），而能量同样会受到时空弯曲的影响。当光子靠近黑洞时，黑洞的巨大质量（或能量）已将周围的时空弯曲成一个 “极端凹陷”—— 在黑洞的 “事件视界”（黑洞的边界，越过此边界的物质和辐射无法逃逸）内，时空的弯曲程度达到极致，形成一个 “时空陷阱”：即便是以光速运动的光子，也无法沿直线逃离，只能沿着弯曲的时空路径运动，最终掉进黑洞。
这里的关键在于：光子被黑洞吸引，不是因为黑洞对光子有 “拉力”，而是光子在弯曲的时空中 “别无选择”—— 它只能沿着时空的 “测地线”（弯曲时空中的最短路径）运动，而黑洞周围的测地线，早已被弯曲成 “指向黑洞内部” 的轨迹。就像人在弯曲的轨道上行走，即便想走直线，也会被轨道的弯曲方向引导，最终走向预设的终点；光子没有 “自愿” 与否的选择，它只是遵循着时空弯曲的几何规律运动。
或许有人会追问：“光子没有质量，为什么牛顿的引力理论解释不了，而广义相对论可以？” 这是因为牛顿的理论只考虑了 “静止质量” 产生的引力，却忽略了 “能量” 对时空的影响。而广义相对论将 “质量” 和 “能量” 统一纳入 “应力 - 能量张量”，认为任何具有能量（包括光子的动能、引力势能等）的事物，都会参与时空弯曲，也会受到时空弯曲的影响。
实验早已证实这一结论：1919 年，科学家在日全食时观测到，遥远恒星的光经过太阳附近时，因太阳弯曲时空而发生了偏转，偏转角度与广义相对论的计算结果完全一致 —— 这是人类首次直接观测到 “光子受引力影响”，也证明了广义相对论的正确性。
黑洞对光子的 “吸引”，还有一个更极端的表现：在黑洞的事件视界内，时空的弯曲程度达到 “无限大”（理论上），所有的测地线都指向黑洞中心的 “奇点”，无论光子从哪个方向进入事件视界，最终都会被导向奇点，彻底无法逃逸。而在事件视界之外，光子还有可能 “逃脱”—— 如果光子只是靠近黑洞但未越过事件视界，它会因时空弯曲而改变运动方向（即 “引力透镜效应”），就像光线经过透镜会发生折射一样，之后继续沿直线传播，不会被黑洞捕获。
需要特别澄清的是，“光子没有质量” 指的是 “静止质量为零”，而非 “没有能量”。光子始终以光速运动，不存在 “静止状态”，它的能量由频率决定（E=hν，h 为普朗克常数，ν 为光子频率）—— 频率越高的光子（如伽马射线光子），能量越大，受时空弯曲的影响也越明显，但即便如此，它也无法对抗黑洞事件视界内的极端时空弯曲。
总结来说，光子被黑洞吸引的核心逻辑是：黑洞的巨大质量弯曲了周围的时空，光子虽无静止质量，但具有能量，会在弯曲的时空中沿测地线运动；当光子越过黑洞的事件视界后，弯曲的时空让它无法逃逸，最终被黑洞捕获。这一过程与 “光子自愿” 毫无关系，而是严格遵循广义相对论的时空几何规律 —— 它不仅解答了 “无质量光子为何受引力影响” 的疑问，更让我们看到：人类对引力的认知，从牛顿的 “超距作用” 到爱因斯坦的 “时空弯曲”，每一次突破都让我们更接近宇宙的本质。
来源：宇宙怪谈
