@ 2017.12.25 , 19:00

光有多重

光有多重
credit: 123RF

如果很容易就知道光有多重,我们一定早就知道了。或许,一些小时候熟悉的旋律能提供一些线索,就像童谣里面唱的那样:“1492年,哥伦布在蓝色海洋上乘风破浪”。

玩笑之后,我们还是回归正题。首先思考一个问题,光子有质量吗?

光子是光的最小度量单位,它们没有质量。这仿佛是一个显而易见的问题:光是由没有质量的光子组成的,所以光没有质量,也不能承载任何物体。

不过,先别急着下定论——因为光子是有能量的。而正如爱因斯坦所言,物体的能量等于其质量乘以光速的平方。但是,没有质量的物体怎么就有能量了呢?(爱因斯坦一定希望我们没有注意到其中的矛盾性。)

事实上,爱因斯坦想表达的是,能量和质量其实是一回事儿。所有的能量都在某种形式上具备质量属性。光可能没有静止不变的质量。但基于爱因斯坦的理论(并且光也的确表现的像有质量的物体,因为它也受地心引力的影响),我们可以认为物质的能量和质量是共存一体的。在这种情况下,我们将其成为相对论质量。何谓相对论质量?当测量相对于观测者有高速运动的物体时,得到的质量就是相对论质量了。

所以光到底有没有质量呢?看完文章相信你不难知道,这个问题从不同的角度出发,就有不同的答案。显然,若想以常规手段测量其质量肯定是行不通的;但它却是引力场的来源。只要你不以“千克” “磅”等单位来衡量光的质量,并且也能充分理解“质量是能量的一种存在形式”,你就知道,一个充满光的盒子肯定比一个没光的盒子重了。

本文译自 howstuffworks,由译者 Imagine 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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