光真的沒有質量嗎?如果光沒有質量,它為什麼會存在呢?

天空之城 2022/08/10 檢舉 我要評論

如果沒有光,宇宙將會是一片黑暗,可以毫不夸張地說,光是宇宙中最神奇的東西!但如此其它的東西究竟是什麼呢?科學家們似乎也不是很清楚,因為就連光是否具備質量都是一個謎團。

神奇的光

光是宇宙中唯一可以照亮黑暗的東西,一直以來,科學家們認為光就像聲音一樣是一種波,事實也的確如此,光表現出來的性質也的確就是波才會有的性質。然而這并不是光的全部屬性!

現代物理學認為,光具備波和粒子雙重屬性,也就是所謂的波粒二象性,而著名的雙縫干涉實驗證實了這一點。這個結果讓科學家異常驚訝,因為具備波粒二象性的光實在是太神奇了。

除此之外,光還被愛因斯坦賦予了宇宙極限速度的稱號,同時還圍繞著光速建立了時間流速的概念!如此一來,即便認為光蘊含了宇宙的真理也并不過分!但有人卻對相對論中光速影響物體質量的概念產生了質疑!

根據愛因斯坦相對論的描述,一個物體的速度越接近光速,物體本身的質量就會越大,而光速就是質量的一個極限,因為根據公式推導出來的結果,如果一個物體的速度能夠達到光速,其質量將會是無限大。

因此,任何具備質量的物體都不可能達到光速!那麼問題來了,光是否具備質量呢?如果光具備質量,那它的質量會是無限大嗎?如果它不具備質量,一個沒有質量的東西為什麼會存在呢?

光是否具備質量

簡單來講,光是否具備質量好像是相對論衍生出來的一個悖論,因為我們無法從相對論的框架中得到答案!但這并不代表這個問題就沒有答案!鑒于光的特殊性,科學家們引入了一個新的概念完美解決了光的質量問題!

現代物理學認為,光具備動質量,但其靜質量卻是零。

其實這并不難理解,與傳統力學不同,在相對論的框架中,光在任何參考系中的速度都是光速,是一個恒定不變的速度!這就導致了無論在什麼情況下,光的速度都不會低于光速,換句話說,光永遠不會靜止,因此光的靜質量是零。

但光本身是具備質量的!因為光本身是物質的一種形態,而任何一種物質都具備質量,宇宙中不存在沒有質量的物質。

當然,既然光既是波又是粒子,那光自然存在最小的單位,那就是光子!早在量子力學建立的時候,科學家們就發現了光子具備質量,其大小可以根據質量方程計算出光子的質量不會超過10的負54次方千克。

光究竟是什麼

雖然科學家們對光的理解已經非常深入了,無論是光的波粒二象性還是光子質量的概念,都是一個巨大的突破,但歸根結底,我們始終不明白,光究竟是什麼,它為什麼會如此特殊!

有人認為,光是我們和宇宙連接的紐帶,通過光,我們可以看到遙遠的恒星,還可以回顧它們最初的誕生。如果我們有足夠的科技能夠追趕上宇宙誕生之時的光,我們甚至可以觀看宇宙的創生。

也有人認為,光是唯一可以穿越宇宙的物質,它可以穿梭在不同的宇宙之間,為不同的宇宙傳遞信息,也是將來人類邁出我們的宇宙,走向更加廣闊空間的鑰匙!

還有人認為,光其實就是宇宙的思緒!宇宙就像是一個巨大的生物,而無數的天體類似于我們大腦神經元一樣,光穿梭在不同的天體之間,將無數個天體聯通起來,從而組成了一個巨大的神經網絡,而這個神經網絡就是宇宙的思緒。

當然,這些終歸是猜測,以人類目前的科技而言,很難通過光來解析宇宙的本質。或許未來某一天人類的科技達到了一定程度,才會真正明白光究竟是什麼!

搶先看最新趣聞請贊下面專頁

用戶評論