知道麼?你的體重純質量只有一兩公斤,其它都是相對論質量

2020-12-05 科普大世界

在我們的生活中,目之所及到處都是各種物體,每一種物體都有它自己的質量,如果我說物體的質量絕大部分都是虛的,可能很多人都不相信,比如一個體重150斤的人,要是在粒子的層面計算它的純質量的話,其實它可能在一公斤左右,如果你手裡正拿著一個沉甸甸的東西,那麼它絕大部分的質量都是虛無的,只有大約1%(有說3%或7%,有爭議)是粒子層面的實際質量。說起來這可能會讓人很不理解,但是在基本粒子的微觀世界中的確是這樣,到底是怎麼回事呢?

我們都知道可見物質是由是由分子和原子組成,而原子是由質子,電子、中子組成,其中電子的質量非常小,只約等於質子的萬分之三,可以說是很小了,那麼質子和中子的質量就很大了嗎?是的!說起來是很大的,畢竟比電子大了幾千倍,然而再把質子和中子分開來看,那麼我們會發現它的質量竟然也是虛的。

質子和中子都是由3個夸克組成,分別是質子由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子由兩個下夸克和一個上夸克組成,按道理講,這三個夸克加起來就是質子和中子的質量了,但事實上根本不是,三個夸克加起來的質量,只相當於質子或中子總質量的1%左右。

這無疑顛覆了我們對物體質量拆分和組合的認知,那麼這到底是怎麼回事呢?要解答這個問題,就必須要用到愛因斯坦相對論中對質量和能量關係的解釋了,愛因斯坦首先意識到物質和能量本來是一回事,也可以說它們是可以相互轉換的,比較常見的轉換方法是溫度的變化,而宇宙中有些基本粒子是沒有靜止質量的,比如光子和中微子。

那麼質子和中子的三個夸克之間怎麼憑空造出了大部分質量呢?其實這正是三個夸克之間相互作用產生的能量的反應,正可以說是能量造出了質量。

三個夸克之間有一種稱為膠子的粒子,是一種負責傳遞強核力的玻色子。它們把夸克捆綁在一起,使之形成質子、中子及其他強子。它和光子中微子一樣,靜止質量為0,電荷為0,自旋時質量為1,但它也可能有大至幾百萬電子伏特的質量,因為支配它運動的是強相互作用力,這種力在微觀的層面很強大,這也是為啥它能產生那麼多質量的原因!

膠子是維持原子核穩定的重要一環,正是因為它的運動維護著質子和中子的穩定,並且它的運動也而造出了質量,這種質量被稱為相對論質量,而且是物質的絕大部分的質量,雖然說起來它是虛無的,然而它卻又是現實存在的。

相關焦點

  • 你真的了解質量麼?引力質量VS慣性質量
    裡,我直接把相對論裡運動物體的質量公式丟出來了,以此告訴大家一個物體在運動的時候它的質量是會不斷增加的,而且隨著速度越來越接近光速,這個質量會慢慢增加到無窮大。所以不論你用多大的力,多大的能量去給物體加速,它都只能無限逼近光速,而無法達到光速,更別說超光速了。
  • 100公斤的胖子,在火星上就只有38公斤了,在冥王星上不到7公斤!
    一個在地球上100公斤重的胖墩,在其它天體上的重量是多少?在月球上你的體重會變成17公斤,因為月球的重力約為地球的1/6。在冥王星表面,你的體重會進一步縮小到7公斤不到,因為冥王星的重力加速度更小。在這裡,我們先要分清楚一個物體的質量和重量。
  • 質量是什麼,從何而來?質量、重量、引力,並不是一回事
    在日常生活中,我們所說的一斤、一兩、一克其實是指物體所具有的重量,當我們站在體重秤上的時候,屏幕所顯示出來的數字就是我們所擁有的重量,這個重量並不是一成不變的,我們在不同的地方所得出的體重數據其實是不一樣的。
  • 23歲的俄羅斯健美巨獸,體重127公斤,一年增長10公斤純肌肉
    身高178釐米,非賽季時體重127公斤,看上去體脂偏高,但整體看上去圍度要更大一些,當賽季來臨的時候,為了讓肌肉呈現出更好的質感,會採用科學的方法,從訓練,到飲食,保持極其嚴格的標準
  • 光的相對論質量
    我們都知道,光的靜止質量為零,因為光無法靜止存在,靜止時當然不會有質量。但是有些人為了自圓其說,非的說有,它的靜止質量是「0的無窮大次方」,那還不是0嗎?。就跟非要說「妻子不是老婆,是孩子他娘」一個道理。
  • 愛因斯坦私下承認,在相對論中動質量根本不是質量
    無論你是否懂得相對論,你都能知道損失一定的質量就能換來巨大的能量。在相對論中,當物體的速度增大時,它的質量也會隨之增大,這稱之為動質量;與之相對的處於靜止的質量就叫做靜質量。動質量和靜質量之間也是滿足洛倫茲變換的。雖然動質量也包含著「質量」兩個字,但是在主流的相對論中,它根本不是質量。提出這個想法最著名的物理學家之一應該算是蘇聯猶太人朗道了。
  • 樂華七子體重大公開,黃明昊居然只有56公斤,朱正廷果然仙子體重
    他有著八塊腹肌,膚白且氣質佳,就連素顏皮膚也是那麼通透白淨,再加上跳舞時的身姿,他也因此被稱作為「人間仙子」身高183cm,體只有66公斤,非常完美了,果然是仙子體重。黃明昊,身材挺拔,氣質出眾,青春洋溢,活力十足,年僅16歲的黃明昊身高已達182cm ,體重卻只有56公斤,這讓女生怎麼活?範丞丞,外形亮眼、氣質出眾,身高183CM,體重66公斤,說好的胖了20斤呢?
  • 來看看你在太陽系不同星球上的體重有多少?我在火星上才30公斤
    現在的人非常在意自己的體重,特別是愛美的女孩子。因此我們家裡一般都放著一個稱體重的秤。沒事的時候就站上去看看自己是胖了還是瘦了。因此只要我們站在體重秤上保持靜止不動就會得到我們的體重數值。例如一個人是體重是80公斤。嚴格地說我們所說的體重指的是「地球體重」。也就是說地球對我們產生的引力有多大?
  • 都知道E =mc^2,但是質量將從哪裡獲取能量呢?
    m代表質量:我們考慮的粒子的總靜止質量,不受任何已知力(萬有引力、核力或電磁力)約束的質量。c^2是光速的平方。我們可以從核反應中獲取大量能量的原因直接來自於該方程 E = mc^2。邁克是第一個被測試的氫彈。釋放這麼多能量相當於大約500克的物質被轉化為純能量。即使我們只把一個公斤的質量轉化為能量,則意味著我們會得到相當於21.5噸TNT爆炸所釋放出的能量。
  • 質量究竟是什麼?為什麼還有「引力質量」和「慣性質量」之分?
    但是重量和質量並不是一回事。我們常常會混淆重量和質量的概念。當你在地球表面時,你的重量和質量是可以進行轉換的。但那是因為我們生活在地球上,當我們生活在地球上時,重力是保持不變的。如果你離開地球進入太空,你的體重會不斷變化。
  • 關於質量的5個非常有趣的事實
    如果,你爬到珠穆朗瑪峰頂去稱體重,那你肯定會變輕一些,這倒不是因為運動所致。實際上,站在海平面上的人會比站在山頂上的人稍微重一點。這是因為,重量是對物體引力的測量,它會隨著地點的不同而變化。 而質量,則是一種完全不同的野獸,它被證明是極難定義的。
  • 男高1米7體重63公斤女高1米6體重54公斤都是標準體重,你達標了嗎
    根據世界衛生組織的定義,男性的標準體重KG=身高減去80再乘以0.7,例如一個男性身高1米7,那麼他的標準體重就是(170-80)*0.7=63。也就是說這位身高1米7 的男性他的體重在63公斤左右都是標準體重。根據世界衛生組織的定義,女性的標準體重KG=身高減去70再乘以0.6,例如一個女性身高1米6,那麼她的體重就是(160-70)*0.6=54。
  • 質量與引力,誰讓空間彎曲了?相對論認為是質量,弦論認為是引力
    這是大多數朋友的理解,但其實引力和空間彎曲都是一個現象的兩種不同說法,愛因斯坦的廣義相對論告訴我們,時空是一個不可分割的整體,所以我們在解釋「引力」與空間之間的關係時必須要和時空一起說明,否則這個觀點就是不完整的。
  • 迪麗熱巴真的只有42公斤?各位女神明星體重大揭秘
    什麼好女不過百啊,不是平胸就是矮啊你看哪個黃金身材的明星、超模,體重沒過百啊,果然都是又瘦又美噠來猜猜那些以好身材出名的女明星,真實體重是多少?!熱巴雖然身高168,但體型還算苗條,不過到底是有多重,來看一下男明星的臉就知道答案了。
  • 一兩茯苓一兩金,茯苓加一物,祛溼排寒,體重也悄悄降下來
    茯苓在我們日常生活中是一種非常常見的中藥材,而且中醫講:一兩茯苓一兩金,經常用茯苓泡水喝,對於養生保健起到非常好的作用。堅持用茯苓泡水喝,這些好處可能會等著你,若搭配一物,效果翻倍止咳化痰。緩解失眠:茯苓是一種藥用價值非常高的中藥材,它對於緩解失眠具有非常好的效果,在日常生活中對於那些經常心悸失眠的人,不妨經常用,茯苓泡水喝,能夠幫助放鬆身心,提高睡眠質量,讓身體更加的健康。利尿消腫。
  • 關於質量(不是重量)的5個非常有趣的事實
    如果,你爬到珠穆朗瑪峰頂去稱體重,那你肯定會變輕一些,這倒不是因為運動所致。實際上,站在海平面上的人會比站在山頂上的人稍微重一點。這是因為,重量是對物體引力的測量,它會隨著地點的不同而變化。對世界上大多數國家來說,首選的質量單位是千克(公斤),其中1千公斤等於1噸。千克(公斤)屬於國際單位制,又稱公制。雖然在很多國家它們是日常用單位,但美國人往往更喜歡依賴美國的習慣單位。在西方國家,人們還習慣使用「磅」這個單位,然而,磅在技術上算是重量單位。
  • 質量vs重量:兩個不同的物理學名詞
    然而,引力本身不會對物質的質量產生影響。地球上一個60公斤重的東西在火星、土星或我們這個平庸的宇宙的任何遙遠角落也將是60公斤重。當然,我沒有考慮狹義相對論的影響,在狹義相對論中,當質量以相對論速度或接近光速的速度運動時,由於多餘物質或能量的增加,質量往往會增加。對這些問題的深入研究不在本文的範圍內。
  • 不要再為了一公斤或一磅的體重斤斤計較!
    健康的體態你我都希望擁有,讓你看起來更挺拔更有精神不過要如何去界定呢?有沒有一個量測標準?多數人心中首先浮現的就是體重數字。然而,真是如此嘛?身體質量指數 (BodyMass Index, BMI)大家對身體質量指數 (BMI) 的算法一定不陌生,此測量法是從一個人的體重和身高計算出的數字來判斷是否屬於健康標準
  • 光有質量和能量麼?為什麼那麼快?
    雖然光沒有質量是正確的,但這一事實並不意味著光是純能量。光由稱為光子的基本量子對象組成,我們將其與其他基本量子對象(例如電子和中微子)一起列出。該列表上的每個對象都包含幾個不同的屬性,這些屬性確定對象的行為。質量和動能只是基本量子物體可以承載的幾個特性中的兩個。說光是「純能量」將意味著光僅攜帶能量的性質,而沒有其他性質,這是不正確的。
  • 相對論說物體接近光速時,質量會變得無窮大?
    最近一位網友提出一個問題,那就是根據狹義相對論,質量這個物理量會隨著參考系的變化而變化,也就是質量並非一成不變,當物體接近光速時,質量會變得無窮大,那麼豈不是這個運動物體就變成了一個黑洞,那麼萬物都被吸入黑洞,不就都毀滅了嗎?今天我就來談談這個問題。