光1秒鐘飛300000公裡,它的動力從哪來的

2021-02-09 宇宙解碼

    隨著科學迎來一次次的大爆發,科學的重要性也被人們日益重視,地位逐漸提高。在這個過程中,許多著名的理論被相繼提出,為人類打開了嶄新的大門,讓人豁然開朗,比如牛頓三定律,用力學讓宏觀世界變得逐漸清晰起來;但也有的理論讓這些現象更加模糊,讓人難以理解,其中最為典型的就是愛因斯坦的相對論了。

    愛因斯坦相對論的基礎是光,並在此基礎上提出了光速不變原理和相對性原理,進而推導出不論是物質、能量還是信息,他們的極限都是光速。

    並且基於此提出的很多理論甚至都推翻了牛頓的經典力學理論。在當時,很多人都認為愛因斯坦這屬於無稽之談,並沒有多少人願意理會他,但之後隨著人們打開微觀世界的大門以及對宇宙研究的逐漸深入,相對論終於得到承認,愛因斯坦因此成為了20世紀最偉大的科學家。

    從愛因斯坦的相對論來看,光速是極限,而其相關推導也是建立在光速之上的,那麼是否說明光速是宇宙萬物的基礎所在。這時就有人提出問題,光速是如何來的呢?

    作為速度極限的光速,動力來源於何處?或者說按照能量守恆定律來看,能量既不會憑空消失,也不會憑空產生,只會進行轉移,再結合愛因斯坦相對論,根本能量來源就是光速,也就是光子的運動。光1秒鐘飛300000公裡,那麼光子的能量又來自哪裡,是誰賦予了它動力呢?

    相信大家都聽說過這樣一句話,「遇事不決,量子力學」,雖然有調侃的意味在裡面,但不可否認的是,量子力學確實構成了目前一切現象的基礎,包括愛因斯坦相對論在內。從本質上來講,愛因斯坦的相對論就是從光子力學角度出發,用於微觀世界的。

    在具體解釋光動力的來源之前,先簡單介紹一些光子力學的起源。當下的科學概念公認是起源於2000多年前的古希臘。按照相關文獻記載,當時古希臘將研究區分為兩個方向,分別是研究萬物之所以形成萬物的原因和規律的形上學以及構成萬物最小單位的自然哲學。其中關於形上學,至今依然被保留,只不過很大程度上是體現在哲學中。而另一條路逕自然哲學則是演化成為了現代科學。科學的發展路徑也從之前的宏觀再度回歸到了最初的微觀問題上。

    而關於物質形成的最小單位,就目前研究來看,是在20世紀中期,對撞機的產生解決了這一問題。它將之前眾人所認為最小的電子和原子核成功進行了轟擊,形成了更小的粒子單位。之後科學家將這些粒子單位統分為費米子(又被細分為夸克和輕子)以及玻色子這兩種。

    其中費米子是指物質構成的最小單位,而玻色子則是用來來接物質每一層次的粒子,將其層次進行拔高。

    以氧氣為例,氧氣最初是由三個夸克(費米子)經過膠子(玻色子)連接形成質子和中子。然後質子和中子再通過一種玻色子為介質形成原子核,原子核和電子在電磁作用下形成原子,再依靠化學鍵形成氧分子,氧分子聚集在一起形成氧氣。

    世界萬物皆是如此。但這時科學家又發現,粒子越小,他們的運行速度也將會越快。而隨著粒子的變大,質量開始上升,速度開始減慢,動能轉為為了物質內在的能量。但經過進一步推算發現,就算是推倒目前人類所能夠發現的最小粒子夸克,還是存在一定質量的,其所有質量中99%來自於加速,但剩下的1%卻始終無解。

    而隨著研究的不斷深入,緊接著有人提出了希格斯玻色子的猜想。按照粒子越小速度越大的現象,人們會發現夸克是最接近光速的,但依然沒有達到光速。

    那麼是否說明存在這麼一種玻色子,將原本為光速的粒子進行了束縛減速,使其形成了夸克這種費米子,從而獲得了最初的那1%的能量。而後也確實有實驗證實了這一猜想,該猜想的提出者順利成為了諾貝爾獎的獲得者。

    那麼從上面這些論述我們就可以發現,萬物最初的狀態都是運動的,而運動的最原始形態就是光子,速度也就是光速。之後由於希格斯玻色子等一系列玻色子的存在,使得光子形成費米子,之後再結合形成各種物質。也就是說光子的動力不是任何人給予的,而是其本身就帶有的東西,是它將自己的動力給予了別人。

    其實這一論斷在哲學中也有相同的答案,那就是運動是絕對的,而靜止是相對的。世界萬物皆在做著運動,而運動的本質就是光速。所以說白了,光速其實是一種現象,而不是一種物質,物質是由光速這種現象經過轉化之後才形成的。

相關焦點

  • 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?而真正測出光速或者是接近光速的是法國物理學家菲索(Fizeau,1819-1896),他設計了一套測量光速的裝置(旋轉齒輪),最終測出的光速是31.5萬公裡每秒,這和真實光速已經很接近了。而光速真正的數值是在麥克斯韋提出他的「精美方程」之後,用波長和頻率相乘得到速度,最終光就是電磁波的結論也被所有人所接受。以後的光速不用測量,直接就用頻率乘以波長。
  • 光是如何達到光速的?動力是從哪來的?
    光是如何達到光速的?動力是從哪來的?本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。如果要問宇宙中有什麼是絕對的?那麼在眾多的答案當中,「光速在真空的傳播速度是物質、信息、能量的最快傳播速度」很可能是最佳的答案。那麼問題來了,光速為什麼是物質、信息、能量傳遞的最快速度?光的動力來自於哪裡?為什麼光可以直接達到光速呢?
  • 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。
  • 光每秒速度達到了30萬公裡,那它的動力是什麼?
    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
  • 光可以每秒跑30萬公裡,那它的動力是什麼呢?
    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。因此也就有人會問,真空中光速30萬公裡,那麼它的動力是從哪裡來的呢?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
  • 光的速度達到了每秒30萬公裡,那它的動力來自何處?
    大家都知道像光子這種沒有靜止質量的東西,它一出生就只能以光速運動,而且還不需要用外力來維持。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。狹義上的光是指可見光,僅佔電磁波譜上很小的一段,而廣義上的光包括紅外光、紫外光、可見光、X光等。
  • 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。狹義上的光是指可見光,僅佔電磁波譜上很小的一段,而廣義上的光包括紅外光、紫外光、可見光、X光等。
  • 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。狹義上的光是指可見光,僅佔電磁波譜上很小的一段,而廣義上的光包括紅外光、紫外光、可見光、X光等。物體是由原子組成的,物體發光自然源自微觀層面。當原子內部的電子吸收能量後,便會躍升到高能級。高能級並不穩定,由高能級掉落到低能級,電子便會向外輻射出一定頻率的光子。當然,產生光子的方式不止一種,核反應也能產生光子。
  • 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?
  • 光可以每秒30萬公裡前進,那它的動力是什麼呢?科學家:愛因斯坦也不...
    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
  • 光是如何達到光速的?誰給它的動力?
    那麼問題來了,光速為什麼是物質、信息、能量傳遞的最快速度?光的動力來自於哪裡?為什麼光可以直接達到光速呢? 而量子力學走的就是後一條路徑,從微觀的角度來解釋萬物運轉的規律。光速這件事就可以用量子力學的角度來解釋,那具體是如何解釋的呢?
  • 光年既是大尺度距離單位,也與時間相關,那一光年等於多少公裡?
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文原標題:一光年大概有多少公裡?這又是一個簡單的計算題,只需要通過光速乘以對應的時間就能輕鬆的計算出來,就是所得的數值有點嚇人而已。大家都知道,光年是距離單位(說成長度單位也不為過),它表示光在一年中所行走的路。現已知光速約為300000公裡每秒,而一年則有24*60*60*365=31536000秒,用光每秒行走的距離乘以一年的3153.6萬秒,即300000公裡/秒*31536000秒=9460800000000公裡,讀作9.4608萬億公裡。
  • 光速達到了每秒30萬公裡,那它的動力是什麼?
    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?
  • 光速達到了每秒30萬公裡,那它的動力是什麼?
    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。
  • 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。對擁有質量的物體來說,加速過程是需要能量來維持的,但在質速關係指明「質量會隨著速度增加而增加」的情況下,初始質量再微小的粒子,在達到光速之前自身質量也會膨脹成無限大,相應就需要無限多的能量來進一步向光速逼近,但可惜宇宙中不存在無限多的能量。
  • 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。
  • 光速每秒30萬公裡,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    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
  • 30萬公裡每秒的光速,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    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。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。
  • 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。