將一個原子加速到光速,原子的質量會無窮大嗎?

2021-01-12 科學探索家

首先就算是世界上最先進粒子加速器都無法將粒子加速到光速,更別說原子了,因此想要通過相對論質增效應,來獲取無窮大質量,這一想法是不可能實現的,至於原子變為宇宙,則更加沒有關係。

愛因斯坦於1905年提出了狹義相對論,這個理論打破了人們原先的經典時空觀(牛頓的絕對時空),時間不再作為獨立的一維,也與物體的運動相關聯。這一點在狹義相對論的核心—洛倫茲變換中,體現的非常明顯。

而從洛倫茲變化我們可以推導了如下幾種結論:時間膨脹、質量增加、長度變短、質能關係等。而題目中對應的就是質量增加這一結論。舉個例子,如果一樣物體在一個以觀測者自身為原點的坐標系中運動,那麼這個物體的質量對於觀測者而言,將隨著其速度的增加而逐步增加,並且速度越接近光速,質量就會趨向於無窮大。

但考慮到物體的進一步加速是需要輸入能量的,因此想要達到光速,就需要無窮多的能量來源,顯然這是不可能的。因此,一般物體的速度永遠不能達到光速。

相關焦點

  • 是不是把一個原子加速到光速其質量就會變得無窮大?
    (1)光速極限是怎麼來的最早提出光速是運動極限的是愛因斯坦,他在狹義相對論裡首先提出了真空光速不變這一個特性,在狹義相對論中給出了質速變化的公式。從公式的表達我們可以看出,任何有質量的物體在速度接近光速之後,質量都會變成無窮大。原子當然也不例外,所以,原子的速度在理論上,只能無限接近真空光速,而永遠不能到達。
  • 當原子以亞光速運動時,溫度會達到多少?
    根據狹義相對論,原子不可能被加速到光速,因為原子不像光子那樣靜止質量為零。既然原子具有靜止質量,那麼,它們的速度就無法達到光速,因為把原子加速到無限趨於光速需要無限的能量。
  • 如果地球出現一個直徑只有一個原子那麼大的黑洞會怎麼樣?
    如果霍金對那麼一個原子那麼大的黑洞有可能會在霍金輻射下劇烈蒸發,如果霍金算得沒錯,原子大小的黑洞吸收質量的速度遠小於輻射質量的速度,那麼這個迷你黑洞將在劇烈的輻射中消耗殆盡。但是萬一霍金輻射錯了呢……萬一黑洞不存在霍金輻射呢?……這問題就比較複雜了,要看這個黑洞的初始速度和運動方向。
  • 一個原子大小的黑洞掉到地球上會發生什麼?
    黑洞包括兩個部分:一個是位於它中心的奇點,它是黑洞的質點,黑洞所有的質量都集中在這個比原子還小得多的、幾乎是無限小的點上;而在這個奇點的外圍有一個區域,在這個區域裡因為引力極大,連光子都無法逃脫,所以我們從外界看它是黑色的,我們無法知道裡邊發生了什麼事情,因此將這個黑色區域的邊界稱為「事件視界」,又有人稱之為黑洞的「地平線」。
  • 粉碎一個原子,比粉碎一個地球更難嗎?
    如何粉碎原子?無論是薛丁格還是盧瑟福的原子模型,要粉碎是很簡單的,但卻不是用常見的粉碎方式,因為無論是擠壓還是研磨或者其他方式都不可能達到這個效果,因為粉碎原子不能用常規粉碎方式,只需極其簡單的方法即可!加熱、加熱再加熱,一直到物質達到等離子狀態即可等離子狀態就是粉碎了嗎?
  • 粉碎一個原子比粉碎地球更難嗎?原理上看是原子,事實上卻是地球
    當然我們現在使用的原子模型是薛丁格的量子力學模型,因為電子這種基本粒子的運動方式遵守海森堡不確定性原理,它的速度和位置無法同時測定,因此眾多的電子在原子內部出現是一片概率雲的模式盧瑟福原子模型在現在依然在原子認識入門時候會用到,因為這個方式更容易理解,而薛丁格的模型則是更是一個真實模型。
  • 把原子放大到公交車那麼大,拿工具刮原子壁,能刮出什麼?
    原子很空,電子很小原子很小,我們看不見。原子半徑一般在0.1nm以內,也就是10^-10m , 其中原子核的半徑大約是10^-15m,電子更小,它的尺寸大約是10^-22m。如果你將原子一直放大,放到標準足球場那麼大,就會發現原子核就是足球場中心的一粒綠豆那麼大,然後就什麼都看不見了。
  • 網友問:電子圍繞原子核運動,運行速度是光速嗎?
    電子的靜止質量不為零,所以電子是不可能達到光速的;電子繞核運行的速度,和電子所在軌道有關。經典力學原子的經典物理模型,是電子繞著原子核運動,電子的向心力由電子和質子間的庫侖力提供,我們使用庫倫定律和向心力公式,根據氫原子數據就可以進行計算。
  • 原子不可再分割,內部會是空心的嗎?每顆原子都藏著一個黑洞
    審核:小文最初,人類以為原子是一個不可分割的實心小球,但是在在盧瑟福和他的學生用α粒子(氦4原子核)轟擊僅有幾個原子厚度的金箔時發現,其實絕大多數的α粒子可以直接穿越金箔,只有少部分的α粒子被彈開了,這個出乎意料的結果讓盧瑟福陷入了沉思
  • 每天光速粒子撞擊都沒事,為什麼一顆光速子彈卻會要了地球親命?
    除了這些「大粒子」外撞擊地球的主要有以下三類粒子:低速的太陽高能粒子:200-800千米/秒亞光速的中微子流:低於光速0.0006%光速的粒子流:伽馬射線,光速每天地球都要遭受這些從低速到亞光速再到光速的粒子流輪番轟擊,但地球至少有兩個保護體系在起作用,保證將這些有害的射線和粒子擋在門外
  • 原子的構成-相對原子質量
    原子的構成原子的構成1.原子不是一個實心球體;2.原子是由居於原子中心的原子核和核外電子構成的;3.原子核帶正電荷,電子帶負電荷。(1)一個質子和一個電子所帶的電量相等,電性相反。(2)一個質子和一個中子的質量約相等。(3)原子的質量主要集中在原子核上。
  • 一根比原子之間隙縫還細的線段划過人體會把人切成兩半嗎?
    這些中微子以光速運動,穿越一切,我們人體每秒鐘都至少有10000億個中微子穿越,你感覺到了嗎?即使在黑夜,你躺在床上,太陽在地球的另一邊,中微子也毫不延滯的穿越地球,從你的身體中穿過,而你卻在做著美夢,有感覺嗎?所以,如果有一根中微子直徑的細線怎麼划過你似乎都對你的鋼筋鐵骨無礙。
  • 怎麼理解M87黑洞65億個太陽質量濃縮到一個比原子還小的奇點裡?
    這是一位網友提出的問題,原題是:65億個太陽壓縮到不足一個原子大小的空間裡,大神們釋疑一下,真能裝的下嗎?原子是我們三維空間世界的物質,怎麼能夠形容奇點呢?這個問題大概是說距離我們5500光年的M87星系中心黑洞,人類首次正式拍攝到這個黑洞的照片,這個黑洞約太陽質量的65億倍。
  • 宇宙大撕裂時代即將到來,每一個原子都將被摧毀,人類怎麼辦?
    曾經宇宙被認為是永恆和無窮的,但奧伯斯在1823年提出了一個刁鑽而又古怪的假設後認為,宇宙應該是非穩態和恆定的,這就是奧伯斯佯謬的來歷,儘管奧伯斯只用了一個假設,但他對於宇宙這個尺度上的理解非常到位。兩個研究小組發現宇宙大約在45億年前即開始了暗能量加速膨脹的時代,結合1929年哈勃發現的宇宙膨脹與平坦宇宙的密度與臨界密度極度接近,宇宙的未來似乎就已經擺在眼前,當前永恆的膨脹似乎會一直繼續下去,一直到撕裂每一個原子為止
  • 原子大小黑洞有多厲害,能啃掉地球嗎,過程會怎樣?
    就比如這個題,一個原子大的黑洞,是原子質量的黑洞還是原子直徑這麼大視界的黑洞呢?這對黑洞來說可有天壤之別。比如一個太陽質量的黑洞,其史瓦西半徑只有3000米;而一個太陽這麼大視界的黑洞,其質量卻有23萬個太陽質量。
  • 為什麼相對原子質量以C-12原子質量的1/12作為標準?
    也許是人們實在受不了那麼多小數,也是在1860年斯塔斯建議把氧的原子量定為了16,這樣就又有很多是接近整數的了(比以H為1的時候接近整數要多,原因見下一段,但也不知道這個原因是不是站得住腳),更重要的是,他將天平的靈敏度提高到0.03mg,將很多元素的原子量的測量值測到了小數點後4位,化學家們愉快地使用了100年!
  • 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?
  • 黑洞也無法將原子撕碎,但超高溫可以,人類窮盡技術能實現嗎?
    根據兩者軌道特性,天文學家測算出這顆看不見的天體質量是太陽的14.5倍。黑洞真的能撕裂原子嗎?這是一個比較有趣的話題,準確的說可能並不是撕裂,因為將一個棉花團撕扯成一條條和壓縮成一個更小的棉花團很明顯是兩個過程。而黑洞撕裂原子更像是後者,我們來簡單說明下這個過程。
  • 有沒有一種可能,我們就生活在一個原子內?
    曾經這種理論風靡一時,包括在劉慈欣的科幻小說中都有超級對撞機中高能質子的互相撞擊,揭開了微觀世界的秘密,卻將天「撞漏」了!這是是微觀嵌套宏觀的一種理論!那麼有這個可能性嗎?一、原子就是恆星?電子就是行星?
  • 如何「稱」一個原子的重量?
    只要在你的秤上放一個原子,絕對是最靈敏的原子,你有你的測量結果!那死皮細胞呢?它們有數萬億個原子那麼厚,從你的手上剝落下來,飄落到天平上,把你的原子埋在一堆原子二重身裡。與此同時,其他大氣粒子正在四處噴射,在你的機器上來回彈跳,讓它的原子敏感針像雨刷一樣來回擺動。所有這些都會阻礙測量,對吧?傳統的天平無法測量這麼小的質量真實的。