每秒30万公里!不需要加速的光子,飞行的动力从哪来?

在大爆炸刹时降生的一系列宇宙纪律中, 真空光速是最“直不雅”的

每秒30万公里!不需要加速的光子,飞行的动力从哪来?

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299792458 m/s的真空光速, 为了便于记忆一般被普及当作“每秒三十万公里”, 这个速度既是信息传递速度的上限, 也是“静止质量不为零”的物体, 永远无法达到的速度 。
不考虑引力波的话, 今朝为止只有光子能以光速活动, 不需要加快过程, 也不需要任何动力的光速活动 。
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而其他包罗中微子在内的根基粒子们都只能以亚光速飞翔, 并在质速关系的“监控”下永远与光速无缘 。
光子为什么可以跳过加快过程直接达到光速, 又永不减速呢?
【每秒30万公里!不需要加速的光子,飞行的动力从哪来?】
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在1905年出生避世的《狭义相对论》里, 爱因斯坦提出了赫赫有名的质能方程, 后来的原枪弹只不外是质能方程的“副产物”, 该方程真正的伟大之处在于揭露了质量和能量的关系 。
在爱因斯坦看来, 质量和能量是慎密相关且互相转化的
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质能方程E=MC?里, E是物体的能量, M是物体的质量, C是真空光速, 由方程反推可得任何一克物质都拥有90万亿焦耳能量(约等于2500万度电), 这也是为什么核弹能拥有庞大威力的直接原因 。
对拥有质量的物体来说, 加快过程是需要能量来维持的, 但在质速关系指明“质量会跟着速度增添而增添”的环境下, 初始质量再细小的粒子, 在达到光速之前自身质量也会膨胀当作无限大, 响应就需要无限多的能量来进一步标的目的光速迫近, 但可惜宇宙中不存在无限多的能量 。
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光子之所以具备光速, 是因为“单光子”在静止状况下是不拥有质量的 。
但质量来自于何处, 为何光子如斯特别?
用物理视角标的目的微不雅迫近, 我们会看到分子和原子, 原子和原子核, 原子核与核外电子, 以及组成原子核的质子中子, 再进一步朋分的话, 就是组成质子中子的夸克了 。
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以上这些形形色色的“微粒”, 已经被物理学家用三大根基力做当作的框架, 约束在“粒子物理学尺度模子理论”中了, 而质量自己则来历于“静止质量不为零的粒子”与“希格斯场”的彼此感化 。
希格斯场大体上可以被算作一个遍布全宇宙的“阻力场”, 绝大部门粒子的质量就是来自于受到“阻力”后的减速 。
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降生于电子能级跃迁过程中的光子, 素质上来说是一种纯能量, 或者说是电磁波的一部门, 生来不具备静止质量的它无法与希格斯场发生彼此感化, 也不受质能方程的约束, 它只会忠厚的连结着本身的初始速度, 除了在进入分歧介质时发生转变外, 其他任何时辰都是每秒三十万公里 。
对人类以及宇宙中每个聪明文明来说, 光速都是一堵墙
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因为非论是今天的化学动力火箭, 仍是将来的核聚变飞船甚至是反物质飞船, 它们的推进体例都离不开反感化力, 区别只在于是否携带工质罢了 。

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