光速为什么那么快?它是凭借什么达到如此高速的?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-09

从牛顿力学三定律我们可以了解到,宇宙中的物体在不受力的状态下可以保持静止或者匀速直线运动这两种状态,如果要想改变一个物体的运动状态,让它加速运动或者减速运动,那么必须要给他提供力的支持,有力才有加速度,速度才会变化。

    

这个道理非常的浅显易懂,当你开车的时候想好跑得快一点,那就需要狠踩油门才行,这样车的速度就会提升。这个过程就涉及到了能量转化问题,“石油”的化学能通过一系列的操作最终转化为车的动能,但是车的速度是有极限的,最终能量因为地面的阻力都消耗掉了。

那么真空中近似30万公里每秒的光速,它的动力是什么?为什么会有如此高的速度?

爱因斯坦研究发现,他认为光是宇宙中最快的速度,任何有静止质量的物体速度永远都达不到光速,理论上只能无限接近于光速。爱因斯坦曾做过这样的思维实验,他想着当时的交通工具火车,如果不断的给它加煤、加燃料,火车的速度就会不断的提升,但理论上只能加速到无限接近于光速。

从狭义相对论的质增效应来看,高速运动的物体质量会不断地提升,当物体达到光速百分之50%,质量会提升15%,当达到99%光速,质量提升700%。这样就导致要想把质量更大的物体提升速度,那么需要的能量就会更大,最后的结果就是有静止质量的物体永远都达不到光速。

但是光子比较特殊,并没有静止质量,因此也不属于物质,根据量子力学来说仅仅是一份份的能量。只要一经产生,它的速度就是30万公里每秒,并不能无缘无故的消失,只能被其它例子所吸收。我们理解光子的速度,其实可以把光速看成是光子的特有属性,就像是一个人拥有质量一样,这是在一出生就确定下来的。

目前已知有四大基本作用力引力、电磁力、强力和弱力,一直以来科学家都在致力于这四大基本作用力的统一诠释问题上。目前量子力学可以从基本粒子交换的模型来解释电磁力、强力和弱力,但是引力子目前并没有被发现,对引力最好的解释是爱因斯坦的广义相对论。

按照规范场论来说,所有基本粒子的质量都应该为零,但实际上并非如此,科学家提出了希格斯场来解释这些基本粒子的质量问题。当粒子运动过程中通过希格斯场,就会和它发生相互作用,从而粒子的速度减小,使粒子获得质量。

但是光子通过希格斯场却是不同的机制,光子并不会被减速,也不会被赋予质量,光子的静止质量为零,30万公里每秒的速度就是光子的固有属性。

爱因斯坦认为宇宙中有静止质量的物体都不能达到光速,只能无限接近于光速。同时信息的最快传递速度也只能为光速,至于经常被大家所提及到的宇宙膨胀超光速、量子纠缠超光速、量子隧穿超光速都不违反爱因斯坦对于光速的解释。



  • 光速为什么那么快?它是凭借什么达到如此高速的?
    答:爱因斯坦研究发现,他认为光是宇宙中最快的速度,任何有静止质量的物体速度永远都达不到光速,理论上只能无限接近于光速。爱因斯坦曾做过这样的思维实验,他想着当时的交通工具火车,如果不断的给它加煤、加燃料,火车的速度就会不断的提升,但理论上只能加速到无限接近于光速。从狭义相对论的质增效应来看,...
  • 光速为什么可以这么快?它的动力源是什么?
    答:光速生来就是这么快,不需要原因,可以说它是宇宙的常数,光子的静止质量没有,因为它静止不下来。虽然光线在经过不同介质时,速度会有所下降,但只要重新回到正常状态,光速还是光速。(光在金刚石中传播速度仅有真空中速度的一半。)光为什么这么“快”,其实并不快,太阳光到达地球这里还需要8分20秒呢,即便是我们看到的...
  • 光速为什么可以这么快?动力源是什么?
    答:简单来说,光子能够始终保持光速运动,其原因在于光子没有静止质量。自光子产生那一刻起,它们就会以光速运动,没有加速过程,也无需动力源。狭义相对论表明,静止质量不为零的物体不能以光速运动,只能无限趋于光速。这是因为一旦这些物体的速度无限趋于光速,它们的动能将会增加到无穷大,所以它们是无法进...
  • 光是如何达到光速的?
    答:光子不是慢慢加速到光速的,而是它天生就是光速,也因此它的静止质量为零。 “达到”这个词,让人感觉有一个加速的过程,从零逐渐增加,最后到光速。但是 光不会“达到”光速,因为光的速度永远不会低于光速 (这里说的是真空中,在介质里光速会降低,变成真空光速除以这种介质的折射率)。当然,也不会高于光速。 光的速...
  • 光的速度这么快,那么它靠什么动力前进的?
    答:由于电磁场是以光速建立的,电磁波将以光速扩散。电磁场的产生和存在不依赖于介质,因此光可以在真空中以光速传播。尽管随着空间结构的不断膨胀,在空间中传输的光会发生红移,但它们不会在宇宙中完全消失。一旦产生光子,它们的速度将直接达到光速,而无需从零到光速的加速过程。光子传播不需要能量来驱动...
  • 光速为什么这么快,它的动力是什么?
    答:光是人们认知中那个最快的,没有什么能比光还快。光是一个物理学名词,其本质是一种处于一定频段的光子流。光源会发出光,是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使电子跃迁到更外层的轨道,电子就会进行加速运动,并以波的形式释放能量;反之,电子跃迁。如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位,...
  • 光的速度为什么那么快?谁知道?为什么会那么的快?
    答:根本原因是光没有质量。简单解释就是:其他物体有质量,质量会随着物体速度的增加而增加,当物体接近光速的时候,它的质量可以达到静止状态的N倍,所以再也没有力可以让它产生加速度了,故只是无限趋近光速,但永远不达到光速。因为光子没有质量,所以在接近光速的时候不会产生质量增量,所以可以继续加速...
  • 为什么光速会那么快?
    答:先解释一下光的问题,光是由光子组成的,而光子的产生是这样的:两个的原子由于某种原因而合并,这时候就会释放出几个光子来,原子的衰变也可能会放出光子,光子自从产生就是活动的,所以没有原始的静止状态。光子很轻,你学过化学知道.这是因为物体运动得越快,其动能越大,惯性也越大。爱因 斯坦在...
  • 光速为什么那么快
    答:一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%。但随着速度接近光速,其增加的...