光每秒速度達到了30萬公裡,那它的動力是什麼?

2020-12-23 騰訊網

如果要問宇宙中有什麼是絕對的?那麼,在物理學當中,有一個東西是絕對的,那就是光在真空中的速度近似等於30萬公裡/秒。那光為什麼會這樣擁有這樣的速度?它的動力到底是什麼呢?

其實,答案很簡單,光不需要動力,基本粒子天生就擁有光速,而光沒有靜止質量,它沒有被希格斯場所減速,而其他基本粒子因為擁有靜止質量,因此被希格斯場所減速,所以達不到光速。那具體是咋回事呢?

質能等價

在物理學界,即便是物理學的發展得到了前所未有的推薦。在一些基本的概念上,科學家們依然推薦得很痛苦,比如:質量,能量和光速。伽利略曾經就挑戰過光速,而且他僅僅是嘗試去測光速,卻只能以失敗而告終。

到了20世紀,有一個物理學界的天縱奇才出現了,他就是愛因斯坦。在他1905年發表了四篇極具開創性的論文,其中就包括大名鼎鼎的狹義相對論。除了狹義相對論,在當年最晚發表的一篇名為《質能等價》的論文是補充狹義相對論的。

在這篇論文當中,愛因斯坦提出了一個大名鼎鼎的質能方程E=mc^2,這個方程是愛因斯坦用來描述質量和能量的關係的,其中就用到c^2,也就是光速的平方。

這個方程描述了一個等價關係,假設有個物體的質量是m,那它所擁有的能量E就是mc^2。在推導質能方程的過程中,愛因斯坦論述了信息、物質、能量的極限速度是無法超越光速。如果要達到光速,那麼靜止質量只有等於0時。

後來科學家們發現,愛因斯坦這篇文章存在著循環論證的問題。不過,在幾位物理學家和數學家的共同努力下,也最終拿出了十分嚴謹的證明。可能你要問了,憑什麼信息、物質、能量的速度不能超過光速?

愛因斯坦當年只是用光速不變原理推導得到這個結果,但更深層次的原因並沒有給出解釋。不僅如此,實際上愛因斯坦也沒有解釋到底什麼是質量?不過,後來有一批物理學家一併解決了這2個問題。那具體是咋回事呢?

希格斯場

科學家實際上是基於原子結構的研究從而解決這個問題的。我們都知道,原子都是由原子核和電子構成的。電子無法再分,而原子核還可以繼續分為質子和中子。其中質子是帶正電,中子是不帶電的。可是你想過沒有,原子核內有那麼多質子, 不應該因為同種電荷相排斥而被彈開嗎?

其次,科學家還通過轟擊質子和中子的實驗發現,質子和中子也應該還可以再分更小的粒子。這種粒子後來被稱為夸克

除此之外,原子核還存在著衰變的現象,比如:β衰變,一個中子衰變成一個質子、一個電子和一個中微子。

基於這些現象,科學家提出,在宇宙中存在著四種基本作用力,分別是強相互作用,弱相互作用,電磁相互作用和引力。其中,強相互作用把夸克束縛在質子當中,也把質子束縛在原子核當中,因此它們的強度要大於電磁力,衰變則是由弱相互作用引起的。

科學家利用一套叫做規範場的理論,試圖把四大相互作用統一起來,他們幾乎完成了強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用的統一。但是有一些科學家就發現了一個問題,這其實就是質量問題。根據這套理論,物質的質量到底從哪裡來呢?

科學家發現,物質99%的質量來自於強相互作用把夸克束縛在質子和中子當中的能量,我們可以通過上文提到的質能等價計算得到。至於剩餘的1%的質量則是來自於各種基本粒子的。這聽起來其實很完美有沒有?

可問題就出在,在規範場當中,夸克和電子這類基本粒子是不應該有質量的。其次,相互作用在規範場論當中可以看成是把某種粒子扔來扔去的結果,比如:強相互作用就是把膠子扔來扔去;而弱相互作用就是把W玻色子和Z玻色子扔來扔去;電磁力就是把光子扔來扔去。膠子和光子明明是沒有質量的,可W玻色子和Z玻色子卻有質量,這很是奇怪。

後來,為了解決這個問題,科學家不得不提出另外一個假設來給規範場論做補充。他們提出了希格斯機制,他們認為宇宙中遍布著一種場叫做希格斯場,當粒子通過時,希格斯場會和粒子發生作用,會導致粒子減速並獲得質量。物質剩餘的1%的質量就是希格斯場賦予的。

但是並不是所有的粒子都會和希格斯場發生作用,如果粒子的靜止質量是0,那麼它就不會和希格斯場發生作用,那它的速度就應該是光速。光子的靜止質量是0,所以它沒有被希格斯場減速,所以它的傳播速度是光速。

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  • 光既然能夠每秒30萬公裡,那它的動力是啥呢?
    光在生活中隨處可見,當我們打開燈的時候,光可以瞬間充滿整個房間,所以早前許多人認為,光不論傳播多遠都不需要時間,它就是一種瞬時作用。早前由於技術不發達,而這樣的說法也符合光表現出來的性質。在歷史上有許多科學家都對光進行了研究,他們始終認為光是有速度的,只是常規手段根本測不出來。
  • 光的速度達每秒30萬公裡,它的動力來自何處?答案可能你想不到
    隨著前半個世紀速度的再次突破,人類終於走出了地球開啟新的時代,由此可見,速度才是文明前進的動力,當然物體速度想要不斷突破,離不開能源的不斷突破。那麼宇宙中最快的速度是什麼?相信很多人都會說光,光的速度稱為光速,每秒30萬公裡的恆定速度。
  • 光速達到了每秒30萬公裡,那它的動力是什麼?
    如果要問宇宙中有什麼是絕對的?那麼,在物理學當中,有一個東西是絕對的,那就是光在真空中的速度近似等於30萬公裡/秒。那光為什麼會這樣擁有這樣的速度?它的動力到底是什麼呢?其實,答案很簡單,光不需要動力,基本粒子天生就擁有光速,而光沒有靜止質量,它沒有被希格斯場所減速,而其他基本粒子因為擁有靜止質量,因此被希格斯場所減速,所以達不到光速。那具體是咋回事呢?質能等價在物理學界,即便是物理學的發展得到了前所未有的推薦。
  • 光的速度達到了30萬公裡每秒,那「黑暗」有速度嗎?有多快?
    光,是一種很抽象的物質,我們雖然每天都可以看見光,但是摸不著光。提到光,不得不說它的一個強大本領,即傳播速度非常快,快到超乎想像。光的傳播速度簡稱光速,是人類目前認知中最快的速度,數值約為30萬公裡每秒(真空中),自然界中任何有質量的物體的運動速度都不可能超過光速。
  • 光的速度每秒30萬公裡,光到底是什麼?牛頓和科學家說法不一!
    光的速度每秒30萬公裡,光到底是什麼?牛頓和科學家說法不一!人類在探索世界和宇宙的過程當中,速度是非常重要的,不僅僅是時間上的速度,還有就是宇宙中光的速度,只有在速度上不斷的進步,而不斷的研究,才能夠在探索世界的過程當中有所進步。
  • 30萬公裡每秒的光速,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    這個道理非常的淺顯易懂,當你開車的時候想好跑得快一點,那就需要狠踩油門才行,這樣車的速度就會提升。這個過程就涉及到了能量轉化問題,「石油」的化學能通過一系列的操作最終轉化為車的動能,但是車的速度是有極限的,最終能量因為地面的阻力都消耗掉了。那麼真空中近似30萬公裡每秒的光速,它的動力是什麼?
  • 光速是極限速度,但卻只有30萬公裡每秒,到底是誰限制了它?
    光速是極限速度,但卻只有30萬公裡每秒,到底是誰限制了它?根據我們的常識,光速可以達到每秒30萬公裡,這種極限速度可以在地球和太陽之間往返只需要16分鐘,那漫長的空間距離在光速面前變得非常的簡單,而且,傳聞實現光速以後,就能夠跳出時間的束縛,甚至還能實現時間的倒流,因此很多科學家對它很感興趣,就連一些科幻作家也不厭其煩的書寫著它的傳奇。
  • 光的速度高達30萬公裡/秒,它前進的動力是什麼?
    光無處不在,它們承載著物體的信息在空間中傳播。當我們接收到光,就能知道光攜帶的信息,從而看到發出或者反射出這些光的物體。我們不僅僅研究光的來源,也會研究光本身,人類對於光的研究由來已久。光速的研究很早之前,人類就試圖去測量光的速度。但由於光速太快了,快到人們認為是無限的。
  • 光速每秒是多少公裡,它的動力來源於哪裡?科學家給出了猜想
    光速每秒是多少公裡,它的動力來源於哪裡?科學家給出了猜想引言:我們現在知道宇宙中最快的速度就是光速,光速人類經過很多年的測試來判斷出來的,而且光速也是非常快的,根據科學家的計算,我們能夠得出光速大約是每秒30萬公裡的速度,這個速度對於人類來說已經是天文速度了,畢竟我們人類的速度連光速的十分之一都沒有辦法達到,那麼有很多人提出一個問題,就是光速的動力是來源於哪裡?
  • 光的速度高達30萬公裡/秒,誰驅動著它,為什麼不減速?
    光既然可以每秒30萬公裡,那它的動力是什麼呢?首先,這個速度叫做光在真空中的速度,其次30萬這個數字是一個近似值,即使不在真空它的速度也很快,快到夜晚開關一按你能瞬間感覺到屋子裡充滿著光明,而相對於太陽,它給予地球的光明需要8分多鐘才能到達。
  • 光的速度達每秒30萬公裡,它的動力到底從何而來?
    工業革命後,隨著工業機械的發明,人類開始逐漸掌握「速度」的奧秘,一些快速運動的交通工具逐漸取代了原始交通工具。但無論我們再怎麼快,也比不上光速。說到光速,我們首先要了解什麼是光。光是我們生活中最常見的一種物質,無論是白天還是黑夜,它無處不在。但就是這麼一種普遍存在的物質,我們卻一直搞不懂它。
  • 一光年到底有多長,光每秒30萬公裡,一年能飛出太陽系嗎?
    根據愛因斯坦相對論光的速度是我們宇宙的極限速度,任何有質量的物體都不可能超過光速,光一秒所走的路程是2億99792458米,約每秒30萬千米。而光年即在一儒略年的時間裡,光子自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方所走的距離,一個儒略年是365.25日,這就是光年的定義。一光年等於9460730472580800米。
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。
  • 宇宙中有比30萬千米每秒的光速更快的速度,那就是宇宙的膨脹速度
    比如,我們在高速公路上開汽車,通常會有一個速度的限制,那就是120千米每小時,也就是差不多33.3米每秒的速度,如果快於這個速度,就超速了。宇宙中比光速還要快的速度不過,在太空探索中,我們普通汽車的速度就太慢了,如果我們發射人造衛星,就需要克服地球的引力,那麼就要達到第一宇宙速度以上,也就是7.9千米每秒。如果我們要飛出地球,完全擺脫地球的引力,那麼就需要達到第二宇宙速度,也就是11.2千米每秒以上。
  • 宇宙中有比30萬千米每秒的光速更快的速度,那就是宇宙的膨脹速度
    「速度」在科學上是用來衡量物體運動的快慢和方向,主要包括線速度和角速度,我們日常生活中所說的速度一般是指線速度,速度在數值上等於物體運動的位移跟發生這段位移所用的時間的比值,我們最常用的速度單位是「米每秒」。比如,我們在高速公路上開汽車,通常會有一個速度的限制,那就是120千米每小時,也就是差不多33.3米每秒的速度,如果快於這個速度,就超速了。
  • 光速每秒30萬公裡,這個數值是巧合嗎?
    光傳為宇宙中傳播速度最快的物質,現在已經深深地印在了人們的腦海中,我們通常說的光速在真空中的傳播速度為每秒30萬公裡,實質上是一個近似值,通過多年來的精密測量,光速的真實速度為299792458米每秒,之所以取30萬公裡,一方面是為了方便記憶,另外一方面是為了計算的簡捷。
  • 光速只有30萬公裡每秒,到底是誰限制了它?劉慈欣大膽提出猜想
    光速是大家都喜歡討論的問題,的確它代表宇宙的一種光速,是人類一直想要得到的力量,但是它那種極限的速度的確是超乎我們的想像,但另一方面它在宇宙面前卻又顯得那樣的弱小,根據現有的理論常識,光速有著30萬公裡每秒的極限速度,但是宇宙有著930億光年的巨大尺寸,如此強烈的差異讓我們不禁感慨
  • 光速只有30萬公裡每秒,是誰限制了它?若能突破,可能實現穿越
    是什麼限制了光速?若能挑戰光速,穿越不再是夢!劉慈欣的科幻小說《三體》受到了許多讀者的歡迎,它其中展現出來許多超前的概念,富有新意,但是又有一定的科學依據,難怪他的忠實讀者中還有歐巴馬這個大人物。目前人們普遍認為,光速為30萬公裡每秒,這似乎已經成為一個常識了。但是大家有沒有思考過,為什麼光速只有30萬公裡每秒?有沒有可能更快?
  • 中子星每秒轉速達到上千轉,速度超過光速了嗎?
    中子星一般半徑約10公裡,也就是20公裡左右的直徑,周長也就是60幾公裡,每秒鐘轉1000圈也就6萬多公裡,怎麼會超過光速呢?因此中子星是一個密度極高的星球,目前已知除了黑洞,還沒有什麼星球有這麼大的密度。其上的物質是一種被超高引力壓力高度壓縮的特殊物質,原子被壓碎,電子被壓到了原子核,與質子合併成為中子,加上原來原子核的中子,整個星球就是一個大中子核。
  • 光速正好是30萬公裡每秒,是巧合還是設計出來的?
    在現代物理學上,目前定義的光的速度是299792458米/每秒,每秒30萬公裡是一個便於我們使用的近似值