質能方程的常數剛好是光速的平方,是否暗藏更深層的宇宙規則?

2020-12-04 科學探索家

是光速的平方還是立方什麼的,這些都不重要,如果非要提暗含的深層的宇宙規則,那就得先說質能方程本身了,基於狹義相對論通過光速這一常數的聯繫,給出了物質質量與自身包含能量的簡潔關係,稱得上是驚人的發現。

我們要知道質能方程是基於狹義相對論提出的,也就是狹義相對論的推論,所以即便質能方程再怎麼符合物理和數學上的美感,那都是狹義相對論給予的,所以質能方程中的光速平方並沒有代表什麼特殊規則。

質能方程的推導也不是很困難,一點高數知識加上狹義相對論的一些推論足以,或者更加嚴格一些就利用四維語言去分析,總的來說,質能方程中的光速平方完全是數學推導的結論,這與狹義相對論的幾個基本原理相關。

實際上,我們剛才一直再強調質能方程E=mc平方是狹義相對論的結論,那是因為這個簡單的等式只在特殊情況下嚴格成立,而在廣義相對論中,質能方程這個概念指的是能動張量,如果取一個局部瞬時慣性系,那麼才會退化為我們熟知的E=mc平方。

所以說,所謂的深層宇宙規則並非光速平方那麼直白,而是其基於的理論本身,但理論本身又是基於幾條基本原理發展來的,所以那些原理才是宇宙規則。

相關焦點

  • E=mc,質能方程中為什麼會出現光速平方,而不是立方呢?
    名利歸名利,一些朋友仔細考慮這個公式後有了這樣的疑問:質能方程揭示了能量和質量的關係,那麼為什麼光速的方程式中的係數一定是光速的平方?我們知道光速是一個常數,但是為什麼我們要用平方而不是立方呢?事實上,這種懷疑沒有任何價值,甚至可以說是毫無用處的,為什麼要這樣說?
  • 質能方程E=mc^2,為何是光速的平方而不是立方呢?
    為何質能方程中包含質量、光速?並且光速還是以平方的形式出現?通過這兩個原理能建立洛倫茲變換,而有了洛倫茲變換則能推導出諸如鍾慢尺縮、質量增加、質能方程等結論。
  • 質能方程E=mc^2中,光速平方有什麼物理意義?
    簡單講,質能方程E=mc^2隻是一個推導出來的公式,其中光速C的平方並沒有什麼特別的物理意義,推導的結果就是光速C的平方。假設推導出來的公式是光速C的三次方,可能你還會問為何非得是光速C的三次方。歸根結底就是基於狹義相對論的兩個基本前提,其中一個就是:光速不變原理(另外一個是相對性原理)事實上,光速不變原理就是一個假設,也可以認為是公理,無需證明。有了這個公理,推導出質量速度的關係公式進而推導出質能方程並不難!所以,不要把質能公式中光速的平方看得有多特殊,那只是一個推導出來的數學公式罷了。
  • 質能方程E=mc^2中,光速c的平方有什麼物理意義?
    質能方程E=mc平方是狹義相對論的一個推論,它的數學形式是推導出來的,告訴我們物體的總能量與其質量成正比,至於為什麼係數是光速,而且還是光速的平方,歸根結底還是狹義相對論的兩條基本原理,除此之外並無它意。
  • 質能方程為何如此簡潔,沒有額外的係數?
    質能方程E=mc^2,本質上光速的平方就是係數,假如我們重新定義單位長度和單位時間,使得光速值為「1」,那麼質量和能量在數值上將是等價的,這正是質量和能量統一的體現。很多物理學的基本定律當中,存在一些需要測量的係數,比如萬有引力定律的G,庫侖定律的k,麥克斯韋方程組中的基本電荷e,真空介電常數ε0,以及真空磁導率μ0等等,但是相對論中的質能方程非常簡潔,形式堪稱完美。
  • 愛因斯坦的質能方程E=mc^2,能量怎麼會與光速產生關係?
    >在物理學的發展中有很多的科學理念已經深入人心,例如:光的本質、太陽系的模型、起源以及宇宙的起源方式,不僅如此我們還將一些理論以非常簡潔的數學形式表達了出來,如:E=mc^2,這個方程是所有物理公式中包含信息量最大、能量最大、最簡單的數學公式,甚至可以說它已經簡單到了讓人難以置信的程度。
  • 質能方程是如何推導出來的?
    質能方程的推導需要用到狹義相對論中的質速關係(從洛倫茲變換中得到):質速關係表明,物體的慣性質量並非一個不變的常數,而是會隨著速度v的加快而變大。當速度v趨於光速c時,原本靜質量只有m0的物體,運動質量m會增大到無窮。
  • 光本質、質能方程、光速極限與不變的密碼破譯,原子奧秘昭然若揭
    愛因斯坦由光速不變原理推導了兩個最重要的理論,第一是相對論,第二是質能方程,近百年來物理學界對相對論的認可,到質能方程的驗證和應用,說明光速不變是正確的。那麼現在面臨的問題是:光速為什麼不變?光速是極限嗎?質能方程透露了粒子結構什麼本質?
  • 愛因斯坦的質能方程E=mc^2中,能量怎會同光速產生關係?
    在物理學的發展中有很多的科學理念已經深入人心,例如:光的本質、太陽系的模型、起源以及宇宙的起源方式,不僅如此我們還將一些理論以非常簡潔的數學形式表達了出來,如:E=mc^2,這個方程是所有物理公式中包含信息量最大、能量最大、最簡單的數學公式,甚至可以說它已經簡單到了讓人難以置信的程度。
  • 我們該如何理解愛因斯坦質能方程
    我們來不及做很多事,更來不及去後悔。但我乘著來得及的時候,寫今天這篇文章。該文是關於如何理解愛氏質能方程的內容。寫這一篇文章,當然是因為它和前面的很多章節是有密切聯繫的。我希望每一個看此作品的人,都要保持懷疑態度。是因為一個人的學識有限,能力有限,想像有限。我的能力更不值得一提。即使你們面對愛因斯坦,也保持懷疑態度,是好的。
  • 我們能不能批判愛因斯坦的質能方程E=mc²?
    我們知道動能是一種能量,在牛頓力學中,動能正比於質量以及速度的平方。那麼,在愛因斯坦的質能方程中,能量肯定也正比於正比於質量以及速度的平方,所以這裡的速度無論是不是光速,至少速度一定是平方項,而不能是你說的一次方或者三次方,這個是最簡單也是最重要的物理分析——量綱分析。
  • 光速為什麼無法被超越?
    1、 為什麼光速無法被超越為了回答這一問題,我們不得不提相對論以及最著名的質能方程式為什麼光速無法被超越,答案就在這個方程式裡。該方程表明能量等於物體質量乘於光速的平方。這代表著物質的質量越大,則其蘊含的能量越大。這也意味著如果物質所含能量越大,那它也越重。例如,一個運動的物體相關對於靜止狀態,由於它附加了動能,根據上述方程式,其質量是大於相對靜止時質量的。我們是否可以將一個物體加速到超越光速的狀態呢?
  • 愛因斯坦質能方程的三大意義,第三個創造了整個宇宙!
    質能方程數百年來,有一種物理定律從未被質疑過,那就是在宇宙中發生的任何反應,質量都是守恆的。下面,就來看一下愛因斯坦從狹義相對論中推導出的最著名方程——質能方程:E=mc^2這個方程由三部分組成,(1)E是能量,位於方程的一邊,表示系統的總能量;(2)m是質量,與能量存在聯繫;(3)c^2是光速的平方,使能量和質量等價的換算因子。
  • 物理學史上最著名的方程——質能方程
    什麼是質能方程?1905年,愛因斯坦在深入研究物體慣性和它自身能量的關係之後,提出了物理學史上最著名的方程——質能方程,即E=mc2。這個方程式出名到什麼程度呢?質能方程表述為物質的能量(E)等於物質的質量(m)和光速平方(c2)的乘積。E=mc2也許是你見過的最簡單的公式之一,但是它的意義卻大到可以用「開創性」來形容。
  • 等效性原理、光速不變原理的應用:用動能定理推導質能方程
    質能方程是相對論的一個重要推論, 闡明了質量與能量的關係。這裡先直接給出質能方程:E=mc。其中, E是能量 單位是焦耳(J) m是質量 單位是千克(Kg) c是光速c=299792458m/s在相對論中,動能定理依然成立,但動能的形式將不同。靜止質量為m。
  • 若要改變光速,就要從構成光速的磁導率和介電常數下手
    當然你也可以不關心最開始是否是緻密的,而直接用1作為單位體積,結果是一樣的。把n換成x,就得到e的指數方程,y=e^xx就不必是整數了,它可以是實數。回到y=e^(bi),y=e^(bi) = (1+1/i)^(i*bi)這個得做一下換元處理,把i還是當做n,不要去考慮平方是否等於-1的問題,你將會得到y=e^(bi
  • 按照質能方程,一根粉筆釋放的能量,能夠蒸發全部海洋嗎?
    1905年愛因斯坦在他的《論動體的電動力學》發表後沒多久,就接著發表了一篇簡短的論文,討論物體慣性和能量的關係,而這篇簡短的論文提出了後來大名鼎鼎的質能方程——E=mc²這個方程形式並不複雜,然而卻包含了極為深刻的內涵,簡單來說就是質量和能量實際上是一回事,在數值上,質量一千克的物質相當於光速平方數值的純能量(補充一句,我們在
  • 愛因斯坦質能方程 解釋為什麼光速無法超越
    關於為什麼不能超過光速,這可能對於有些人來說是個新鮮事,但是如果你熟悉愛因斯坦的相對論以及最著名的公式E = mc^2,你就會理解這個方程所施加的限制。  但究竟是為什麼光速無法超越呢?  科幻小說中的翹曲速度、超空間或其他能使飛船超光速的方式可實現長距離跨越,不幸的是,物理學表明科幻小說不能成為科學事實,因為我們永遠也無法超過光速
  • 如果在足夠長的管道內塞滿鋼珠,擠壓鋼珠的速度是否超越光速?
    類似這樣的問題還有很多,比如拿著無限長的棍子的一端揮舞,另一端是否超越光速;拿著無限長的棍子,去捅在另一端的人,力的傳遞是否超越了光速;一個直徑10光年的輪子,我們用力將它旋轉起來,邊緣處的轉速是否超載光速,等等。
  • 為什麼要用光速衡量宇宙,超光速1萬倍的量子糾纏豈不是更合適?
    以目前的宇宙學理論,我們的宇宙直徑大約為920億光年,這就顯得我們用光年衡量宇宙有點吃力,因為光年在宇宙尺度下顯得極其微小。我們之所以用光速衡量宇宙,並不是由於光速是最快的速度現象,而是因為光速是最快的信息傳遞的速度。