30萬公裡每秒的光速,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?

2020-12-04 科學黑洞

從牛頓力學三定律我們可以了解到,宇宙中的物體在不受力的狀態下可以保持靜止或者勻速直線運動這兩種狀態,如果要想改變一個物體的運動狀態,讓它加速運動或者減速運動,那麼必須要給他提供力的支持,有力才有加速度,速度才會變化。

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?為什麼會有如此高的速度?

愛因斯坦研究發現,他認為光是宇宙中最快的速度,任何有靜止質量的物體速度永遠都達不到光速,理論上只能無限接近於光速。愛因斯坦曾做過這樣的思維實驗,他想著當時的交通工具火車,如果不斷的給它加煤、加燃料,火車的速度就會不斷的提升,但理論上只能加速到無限接近於光速。

從狹義相對論的質增效應來看,高速運動的物體質量會不斷地提升,當物體達到光速百分之50%,質量會提升15%,當達到99%光速,質量提升700%。這樣就導致要想把質量更大的物體提升速度,那麼需要的能量就會更大,最後的結果就是有靜止質量的物體永遠都達不到光速。

但是光子比較特殊,並沒有靜止質量,因此也不屬於物質,根據量子力學來說僅僅是一份份的能量。只要一經產生,它的速度就是30萬公裡每秒,並不能無緣無故的消失,只能被其它例子所吸收。我們理解光子的速度,其實可以把光速看成是光子的特有屬性,就像是一個人擁有質量一樣,這是在一出生就確定下來的。

目前已知有四大基本作用力引力、電磁力、強力和弱力,一直以來科學家都在致力於這四大基本作用力的統一詮釋問題上。目前量子力學可以從基本粒子交換的模型來解釋電磁力、強力和弱力,但是引力子目前並沒有被發現,對引力最好的解釋是愛因斯坦的廣義相對論。

按照規範場論來說,所有基本粒子的質量都應該為零,但實際上並非如此,科學家提出了希格斯場來解釋這些基本粒子的質量問題。當粒子運動過程中通過希格斯場,就會和它發生相互作用,從而粒子的速度減小,使粒子獲得質量。

但是光子通過希格斯場卻是不同的機制,光子並不會被減速,也不會被賦予質量,光子的靜止質量為零,30萬公裡每秒的速度就是光子的固有屬性。

愛因斯坦認為宇宙中有靜止質量的物體都不能達到光速,只能無限接近於光速。同時信息的最快傳遞速度也只能為光速,至於經常被大家所提及到的宇宙膨脹超光速、量子糾纏超光速、量子隧穿超光速都不違反愛因斯坦對於光速的解釋。

文/科學黑洞,圖片來源網絡侵刪。

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  • 30萬公裡每秒的光速,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    從牛頓力學三定律我們可以了解到,宇宙中的物體在不受力的狀態下可以保持靜止或者勻速直線運動這兩種狀態,如果要想改變一個物體的運動狀態,讓它加速運動或者減速運動,那麼必須要給他提供力的支持,有力才有加速度,速度才會變化。
  • 光速每秒30萬公裡,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    從牛頓力學三定律我們可以了解到,宇宙中的物體在不受力的狀態下可以保持靜止或者勻速直線運動這兩種狀態,如果要想改變一個物體的運動狀態,讓它加速運動或者減速運動,那麼必須要給他提供力的支持,有力才有加速度,速度才會變化。
  • 光速每秒30萬公裡,動力源在哪?
    宇宙中的最快速度是什麼?很多人會回答光速。不考慮空間的加速方法,光速確實是一個正確的答案。根據相對論,100噸的太空飛行器加速到99.999%光速,需要兆瓦級發電站日夜工作1.28億年,如果到達光速,太空飛行器質量變為無窮大、需要的能源也變為無窮大,就算是1個粒子,只要存在質量,到達光速就會變為無窮大的質量。到達光速需要如此巨大的能量,為何光可以直接到達光速?
  • 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。
  • 每秒30萬公裡,無需加速過程,光子光速飛行的動力是啥?
    > 299792458 m/s的真空光速,為了便於記憶一般被普及成「每秒三十萬公裡」,這個速度既是信息傳遞速度的上限,也是「靜止質量不為零」的物體,永遠無法達到的速度。 不考慮引力波的話,目前為止只有光子能以光速運動,不需要加速過程,也不需要任何動力的光速運動。
  • 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
  • 每秒30萬公裡!不需要加速的光子,飛行的動力從哪來?
    299792458 m/s的真空光速,為了便於記憶一般被普及成「每秒三十萬公裡」,這個速度既是信息傳遞速度的上限,也是「靜止質量不為零」的物體,永遠無法達到的速度。不考慮引力波的話,目前為止只有光子能以光速運動,不需要加速過程,也不需要任何動力的光速運動。
  • 光既然可以30萬公裡每秒,那麼它的動力從哪來?
    在經典物理學中大家都知道,要想讓一個物體獲得速度就需要給它提供能量,這個能量可以轉換為物體運動的動能。因此也就有人有疑問,真空中光速30萬公裡,那麼它的動力是哪裡來的哪?光應該是宇宙中最常見也是最神秘的存在了,最開始大部分人都認為光是瞬時作用的,就是沒有速度的概念,無論傳播到多遠的距離不需要消耗時間。這種印象也很符合我們的認知,因為只要光一出現瞬間就可以填滿小黑屋。當然我們現在知道這都是由於光速太大的原因,光速一秒鐘可以繞地球七圈半,你認為僅僅生活在地球上某個國家、某個城市、某個街道、某個小區的我們可以感受到這種時間差嗎?
  • 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。
  • 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。那麼,有朋友不禁要問了,為什麼光速不是每秒35萬公裡、40萬公裡,只能是30萬公裡每秒,是什麼限制了光速呢?
  • 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?
  • 光每秒能跑30萬公裡,它的動力來自哪兒?
    伽利略嘗試精確測量光速,不過以失敗告終。在19世紀,法國物理學家菲索發明了一套旋轉齒輪裝置,並用該裝置測出光速為31.5萬公裡每秒,這已經比較接近現代測量值了。而光速的精確測量,則是麥克斯韋方程提出之後的事了。
  • 光每秒能跑30萬公裡,它的動力來自哪兒?
    像光子這種沒有靜止質量的東西,一生下來就只能以光速運動,更不需要外力來維持。光和光速光本質上就是電磁波,具有波粒二象性,既可以看作粒子,又可以看作波。丹麥天文學家奧勒·羅默通過觀察木星的衛星,認識到光的傳播速度是有限的,並初步估計了光速。伽利略嘗試精確測量光速,不過以失敗告終。在19世紀,法國物理學家菲索發明了一套旋轉齒輪裝置,並用該裝置測出光速為31.5萬公裡每秒,這已經比較接近現代測量值了。而光速的精確測量,則是麥克斯韋方程提出之後的事了。
  • 光速為何是30萬公裡每秒不是35萬?到底是什麼限制了光速?
    可以是35萬公裡每秒,但如果真的是35萬公裡每秒,你又會問為什麼不是40萬公裡每秒呢?除非光速是無限的,否則光速總得有一個數值吧?而如果光速真的是無限的,世界上的一切物質都不會出現,不會形成,宇宙中也沒有過去將來,也不會有因果關係。所有的只有現在,只有此時此刻!
  • 光的速度達到了每秒30萬公裡,那它的動力來自何處?
    在19世紀,法國物理學家菲索發明了一套旋轉齒輪裝置,並用該裝置測出光速為31.5萬公裡每秒,這已經比較接近現代測量值了。而光速的精確測量,則是麥克斯韋方程提出之後的事了。30萬千米,精確值為299792458米每秒。
  • 光速為什麼是30萬公裡每秒?怎麼算出來的?光能飛出宇宙嗎?
    光速為什麼是30萬公裡每秒?怎麼算出來的?光能飛出宇宙嗎?在高中的時候我們都上過政治課,哲學家告訴我們,我們的世界是物質的世界,是不以人的意志為轉移的,在描述物質世界的時候,不管是它的高度還是質量,都是沒有限制。
  • 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。
  • 光速為什麼是299792458m/s,而不是30萬公裡每秒?有什麼奧秘嗎?
    真空中的光速是測量值,只要是測量值就會存在誤差,永遠不會有準確的值出現。但是人類又想通過光速去定義其他尺寸單位,因此就把光速定義為物理常數:299792458m/s。這個光速定義值和光速的計算測量值之間誤差很小,而人類直接就把光速定義成常數,光速的實際計算測量值為299792500±100米/秒。
  • 光速為何是30萬公裡每秒?到底是什麼限制了光速?
    因為無論光速是30萬還是35萬,都還是可以繼續問,為啥不是40萬公裡云云。此外,還有一個注意事項,公裡有多長也只是一個人為規定,如果換一種規定,光速的數字可能更大也可能更小,比如在歐美國家常用的英制單位,英裡。1英裡=1.6公裡左右,如果用英裡來表示光速那就連30萬都沒有了,大概只有 186,282英裡/秒。所以,核心問題不是光速有多快,而是為什麼它不是無限快?