光子能量|如果光没有质量，那为什么又会受重力的影响？加速度|锤子|科普

我们可以从两个方面来解释这一问题（其实还有更多原因，我先从这两方面下手）：

重力并不是来源于静止质量，而是能量。对于大多数物体，其质能占据主导地位，牛顿称为质量。而光子是有能量的。
由E=MC2可知，光子确实有动能质量。 “动能质量”这个术语在今天已经不常用了，但在过去几十年中，这一术语深深影响着诸多物理学家。

本文图片
图片来自： Evannovostro

如果光子没有质量，那么物理学家们也真的不知道重力是如何影响光的。所以，光子是肯定有质量的，否则所有理论都道不清说不明了。但是，这没有解释清楚光子是如何与引力场相互作用的。

本文图片
图片来自：scienceabc
更令人遗憾的是，物理学家们也不知道质量是如何产生引力场的，说是质量使时空弯曲不能算作是答案。如果时空弯曲，那么是在什么机制下产生的，而它又是由什么组成的？
《戈登的万物理论》解释了时空的组成及其结构，还分别介绍了光子和电子以及他们的内部能量结构，这为奠定物理学基础模型提供了新角度。

本文图片
光含E1能量（可参考能级和上帝方程式的相关内容），时空由E0能量组成。根据戈登万物理论，光速是能量必须通过能量形成的速度，时空中的能量越大，光速就越慢。如果时空中的E0能量增加，光速就会相对降低，如果光子的一边能量较多，那么它的速度就会相对变慢，并向能量较多一边倾斜。

>
即使我们身处时空之中，我们也永远无法体会到相对光速随时空中E0能量的变化而变化，于是迈克尔逊-莫雷实验应运而生。质量代表E2能量和粒子能量，这里的质量是指字面上与物理意义上的无限延伸。光子在时空路径上所历经的能量类型不重要，可以是E0,E1,或者是E2能量。引力场是在E2能量与时空E0能量的共同作用下产生的。

本文图片
图片来自：Stannered/Wikimedia Commons
当光子行经引力场时，它正通过E2能量前进，如果这时在光子的路径上出现呈横向的E2能量梯度，那么在能量较高的一侧，光子的速度会相对较慢，其路径也会弯曲。
以上的回答都是利用广义相对论原理解释时空弯曲的，然而实际上并没有那么复杂，伽利略就曾说过：“这时锤子与羽毛的问题（只不过这里的羽毛代指光子）。

本文图片
伽利略非常清楚，物体下落时受到重力影响，无论质量多少，其加速度都是相同的。
现在假设我将一把锤子以光速扔向太阳（角度稍偏一点，以免撞向太阳表面），锤子经过太阳时，受到太阳引力影响，运动轨迹会发生轻微偏转。接下来用比第一把小100倍的锤子，重复这个实验，那么太阳的引力会影响实验结果吗？当然不会，详情参考“锤子与羽毛”原理。无论质量如何，物体在引力的作用下加速度都是相同的。就算是用比第二把小10万亿的锤子重复这一实验，你看到的也与第一次的实验结果相同。继续实验，将近乎无质量的粒子抛向太阳，受到太阳引力的影响，这颗粒子的运动轨迹也会发生轻微偏转。

根据牛顿物理学，通常认为无质量的粒子不会受到引力的影响，因为牛顿认为万有引力与质量的乘积成正比，所以零质量也就意味着零重力。然而，这只是数学体系带来的错觉。我们关心的是加速度，以及万有引力公式与牛顿第二定律相结合时，下落物体的质量会抵消掉，这便是牛顿力学中所包含的简单的事实——质量无关紧要。无论测试粒子的质量小的多么离谱，产生的加速度都是一样的，即使以接近光的速度将战舰、锤子、低能电子以及无质量的光子抛向太阳，他们都会以相同的较小弧度经过太阳。

时空弯曲使有质量粒子受到引力影响，但无质量粒子并非如此，而是由于等效原则。引力就像加速度的参考系一样，会影响所有运动。锤子和羽毛以相同的加速度下落，光子也是如此，只是不同之处在于光子总是以光速运动，所以“下落”对其运动轨迹的影响也只是微乎其微的偏转。

最后，值得我们注意的是虽然牛顿的确预测到了光会受到太阳引力的影响，但得到的数据却偏差了1/2 。爱丁顿在观测日食期间，观察到星光受到太阳引力的影响而发生偏折并对其进行测量计算，证明了广义相对论，从此爱因斯坦名声大噪，成为了具有世界性影响力的物理学家。这一切都要归结在“1/2”这个数字上。光发生偏转本身并不能证明什么，但偏转的具体大小却改变了世界……