光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

光的速度这么快,到底它的动力来源于哪里?说没有物体的速度可以超过光速,那宇宙空间膨胀的速度怎么超过了光速?

在经典物理学中大家都知道,要想让一个物体获得速度就需要给它提供能量,这个能量可以转换为物体运动的动能。因此也就有人有疑问,真空中光速30万公里,那么它的动力是哪里来的哪?

光应该是宇宙中最常见也是最神秘的存在了,最开始大部分人都认为光是瞬时作用的,就是没有速度的概念,无论传播到多远的距离不需要消耗时间。这种印象也很符合我们的认知,因为只要光一出现瞬间就可以填满小黑屋。当然我们现在知道这都是由于光速太大的原因,光速一秒钟可以绕地球七圈半,你认为仅仅生活在地球上某个国家、某个城市、某个街道、某个小区的我们可以感受到这种时间差吗?

但有的自然哲学家就不这么认为,第一个提出质疑的就是伽利略,他老人家开始组织人手进行了光速测量,当然结果不如人意,光速并不是那么好测量的。而真正测出光速或者是接近光速的是法国物理学家菲索(Fizeau,1819-1896),他设计了一套测量光速的装置(旋转齿轮),最终测出的光速是31.5万公里每秒,这和真实光速已经很接近了。

而光速真正的数值是在麦克斯韦提出他的“精美方程”之后,用波长和频率相乘得到速度,最终光就是电磁波的结论也被所有人所接受。以后的光速不用测量,直接就用频率乘以波长。光是电磁波,它的速度就是震荡的电场产生震荡的磁场,如此循环下去就是电磁波的传递。最后经过牛顿的绝对时空观,光在已经以太中传播,再到爱因斯坦的光速不变原理发展出相对论,科学家对于光了解的越来越透彻。

光从粒子说发展到波动说,最后再到波粒二象性。爱因斯坦提出了光电效应,认为光的能量形式也是“一份份”的,也就是量子形式,从此光又有了新描述形式光量子,简称为光子。在宏观上来看恒星核聚变发光、家里用电发光、点燃火把发光,但是从微观角度上来看是因为绕原子核运动的电子。

从量子力学角度来考虑,电子在原子核外是呈现概率分布的,也就是不存在具体的位置,是一片电子云。电子所处的位置有高能级和低能级之分,当电子吸收能量就会从低能级跃迁到高能级,但是这并不是稳定的状态,电子有自发向低能级跃迁的趋势,这个时候多余的能量就会一份份的释放出去也就是一个个的光子。

所以说光实际上是能量并非是物质,它没有静质量,因此电子跃迁释放的能量会完全无损失的转化为动能。从宇宙大爆炸支持,一切的物质和能量全部来源于“奇点”,那个时候开始能量就以光的形势产生了。也可以换一句话来说没有静止质量的生来就是光速运动,如果不是光速运动,那么现在的一整套科学体系就直接坍塌了。光子不存在加速过程,直接就是光速,它们不是物质的是能量,不要认为称为光子就是真正的粒子。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。

光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

如果要问宇宙中有什么是绝对的?那么,在物理学当中,有一个东西是绝对的,那就是光在真空中的速度近似等于30万公里/秒。那光为什么会这样拥有这样的速度?它的动力到底是什么呢?

其实,答案很简单,光不需要动力,基本粒子天生就拥有光速,而光没有静止质量,它没有被希格斯场所减速,而其他基本粒子因为拥有静止质量,因此被希格斯场所减速,所以达不到光速。那具体是咋回事呢?

质能等价

在物理学界,即便是物理学的发展得到了前所未有的推荐。在一些基本的概念上,科学家们依然推荐得很痛苦,比如:质量,能量和光速。伽利略曾经就挑战过光速,而且他仅仅是尝试去测光速,却只能以失败而告终。

到了20世纪,有一个物理学界的天纵奇才出现了,他就是爱因斯坦。在他1905年发表了四篇极具开创性的论文,其中就包括大名鼎鼎的狭义相对论。除了狭义相对论,在当年最晚发表的一篇名为《质能等价》的论文是补充狭义相对论的。

在这篇论文当中,爱因斯坦提出了一个大名鼎鼎的质能方程E=mc^2,这个方程是爱因斯坦用来描述质量和能量的关系的,其中就用到c^2,也就是光速的平方。

这个方程描述了一个等价关系,假设有个物体的质量是m,那它所拥有的能量E就是mc^2。在推导质能方程的过程中,爱因斯坦论述了信息、物质、能量的极限速度是无法超越光速。如果要达到光速,那么静止质量只有等于0时。

后来科学家们发现,爱因斯坦这篇文章存在着循环论证的问题。不过,在几位物理学家和数学家的共同努力下,也最终拿出了十分严谨的证明。可能你要问了,凭什么信息、物质、能量的速度不能超过光速?

爱因斯坦当年只是用光速不变原理推导得到这个结果,但更深层次的原因并没有给出解释。不仅如此,实际上爱因斯坦也没有解释到底什么是质量?不过,后来有一批物理学家一并解决了这2个问题。那具体是咋回事呢?

希格斯场

科学家实际上是基于原子结构的研究从而解决这个问题的。我们都知道,原子都是由原子核和电子构成的。电子无法再分,而原子核还可以继续分为质子和中子。其中质子是带正电,中子是不带电的。可是你想过没有,原子核内有那么多质子, 不应该因为同种电荷相排斥而被弹开吗?

其次,科学家还通过轰击质子和中子的实验发现,质子和中子也应该还可以再分更小的粒子。这种粒子后来被称为夸克

除此之外,原子核还存在着衰变的现象,比如:β衰变,一个中子衰变成一个质子、一个电子和一个中微子。

基于这些现象,科学家提出,在宇宙中存在着四种基本作用力,分别是强相互作用,弱相互作用,电磁相互作用和引力。其中,强相互作用把夸克束缚在质子当中,也把质子束缚在原子核当中,因此它们的强度要大于电磁力,衰变则是由弱相互作用引起的。

科学家利用一套叫做规范场的理论,试图把四大相互作用统一起来,他们几乎完成了强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的统一。但是有一些科学家就发现了一个问题,这其实就是质量问题。根据这套理论,物质的质量到底从哪里来呢?

科学家发现,物质99%的质量来自于强相互作用把夸克束缚在质子和中子当中的能量,我们可以通过上文提到的质能等价计算得到。至于剩余的1%的质量则是来自于各种基本粒子的。这听起来其实很完美有没有?

可问题就出在,在规范场当中,夸克和电子这类基本粒子是不应该有质量的。其次,相互作用在规范场论当中可以看成是把某种粒子扔来扔去的结果,比如:强相互作用就是把胶子扔来扔去;而弱相互作用就是把W玻色子和Z玻色子扔来扔去;电磁力就是把光子扔来扔去。胶子和光子明明是没有质量的,可W玻色子和Z玻色子却有质量,这很是奇怪。

后来,为了解决这个问题,科学家不得不提出另外一个假设来给规范场论做补充。他们提出了希格斯机制,他们认为宇宙中遍布着一种场叫做希格斯场,当粒子通过时,希格斯场会和粒子发生作用,会导致粒子减速并获得质量。物质剩余的1%的质量就是希格斯场赋予的。

但是并不是所有的粒子都会和希格斯场发生作用,如果粒子的静止质量是0,那么它就不会和希格斯场发生作用,那它的速度就应该是光速。光子的静止质量是0,所以它没有被希格斯场减速,所以它的传播速度是光速。

光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

谢邀请!

原创思想,我觉得光是恒定性的动力而相对其它的动力就是没有什么动力可言的了。光只是被质量性的光源,而將光打回到电子性的磁场性运动性的状态性方向去了,而就使到光有着每秒是30万公里的这个磁场性速度了。而磁场性的速度,可能就是不虽要动力的,或说有着磁场性就是有着动力性了,而光子就是有着磁场性的这个动力性而就可以跑动了。但不知是不是这样的认为,而下面就交给砖家们继续的讨论吧!

光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

光子没有质量,因此它一诞生,就以每秒接近30万公里的速度运动,不存在动力来源和加速过程。光子要么不存在,要么存在,如果存在,它就一直以光速运行,直到它与其它粒子相互作用被吸收。

光子的产生过程。光是电磁波,电磁波被描述为电磁场的激发,电场激发磁场,磁场又激发电场,依此类推,但首先源自于围绕每个原子核旋转的电子的激发。氢原子有一个电子绕原子核旋转,氦原子有两个电子绕原子核旋转,铝原子原子核周围有13个电子,每个原子都有一定数量的电子绕其原子核运动。电子绕着原子核在固定的轨道上运行,电子有一个它所占据的自然轨道,但是如果你激活一个原子,可以把它的电子跃迁到能级更高的轨道。为了达到稳定,电子倾向于回到原来的轨道,当处于高能级轨道的电子回到正常轨道时,即从高能量到正常能量的下降过程中,电子就会发射出一个能量包,即光子,光子的频率,正好与电子能级的下落相匹配。比如在灯泡中,加热钨原子,钨原子的电子提升到更高的能级,当数以百万计的电子同时下降到较低的能级时,钨释放出大量的光子。

大多数基本物质粒子,如电子、介子和夸克,通过它们对宇宙中普遍存在的希格斯场的阻力获得静止质量。光子和胶子,不受希格斯场的影响,所以它们没有质量,无质量粒子是纯粹的能量,无质量粒子有一些独特的性质,没有边界,没有表面,是完全稳定的,所以不像某些粒子,它们的能量不会衰减成质量较小的粒子,因为它们所有的能量都是动能,它们必须以光速运动。虽然光子自身不会衰变,但是光子的能量可以在与其他粒子的相互作用。事实上,根据狭隘相对论所有有能量的物体,当且仅当它们的静止质量为0时,才能以光速运动。

光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

道生一,一生二。一阴一阳之谓道。阴阳对立统一,相辅相成,相互转化。 质能(一)是客观存在,表现为物质和能量(二)。正反物质湮灭就会完全转化为能量。 光是物质(粒子)也是能量(波),光速就是能量传播的速度。引力波的速度和光速一样,因为传播的是能量。

我现在还不知道光是粒子,还是纯粹的波。如果光是粒子,它就一定有静止质量,只是现在人们还测量不到;如果光只是纯粹的波,那么它就没有质量,靠着基本粒子在传播。你说的光一直是以光速飞行是错误的,因为光在其它媒介传播速度都是慢于真空中光速的。这就说明光速不是一成不变的,遇见外力光速是有变化的,有些变化只是现在的人类还不能测量到。

为什么光子诞生时的速度会是30万公里每秒?而不是其它速度?是什么原因限制了它的速度不会是大于30万公里每秒?难道超过30万公里每秒的速度,就是宇宙间的飞行速度?30万公里每秒的速度就是同宇宙的极限速度?

光子的速度是相对的还是绝对的?比如,假设在一个以光速运行的星球上,你拿着一个手电,在运动相反的方向上打开手电,这时的光速是多少,相对于这个星球的速度是多少?如果观察者站在另一个“静止”的星球上看,是不是光就是“静止”的?

不过有个问题还不能确定,那就是空间膨胀,空间真的在膨胀吗?根据现在对星系之间红移现象,发现各个天体都在离我们远去,空间似乎在膨胀,但是,空间这个东西到现在还无法确定,是否有空间,空间是怎么形成的,空间到底有多大,空间是不是有很多维度,这一切都是迷,我举个例子,我们放烟花,当烟花弹珠在天空爆炸开来,各个亮光都相对远去,从一个点膨胀到很大的范围,膨胀的远去的只有亮点(好比看到红移的恒星等天体),但是天空真的变了吗?

我认为光是物质与纯能量的交接处,低于光速运动就呈现有形的粒子形态,高于光速运动,就呈现纯能量的无形波状态,等于光速时呈现波和粒子双重状态。有人根据广义相对论推导出一个结论,就是有两个宇宙空间,一个是低于光速运动的慢宇宙,就是我们所处的物质宇宙。还有一个是高于光速运动的无形纯能量宇宙,那里的一切都是大于光速的存在,并且没有时间概念。电子相对原子震荡引发真空涟漪,即光!

能量和物质就是一回事,大量的能量收敛在一个很小的四维空间内(接近于奇点),物质也就出现了!同理,如果这个接近于奇点的四维空间被戳破,能量就会向四周泄露开来,发生质能转化! 真空是个三维空间,物质是承载着固定能量的四维空间!

任何的解释目前只是一种猜想,只是合理的猜想能解释更多的物理现象而已。但目前尚没有任何一种理论能解释所有的物理现象,因此任何的理论将来也都有推翻的可能吧。

光只是电磁波中的一部分。只有当频率处于可见光谱范围时,我们才能看见光。即电磁振荡无处不在,而光只有一小部分。不论光怎么传播,都是电磁波的运动所表现的一种形式。乃至各种色光的频率波长等等。光速是一个合成概念,也是一个相对概念。

宇宙,是个熵增的过程,能量越来越稀释,空间越来越大,所有物质,都会变成电磁波形式,电磁波还会波长越来越长,0赫兹时,宇宙所有能量变成空间,此时时间停滞,宇宙空间也变成0,又一次宇宙能量的转换,成为熵无穷小状态,能量生成电磁波,电磁波构成物质,物质发射电磁波,各频率电磁波波长不断增加,空间增大,时间流逝,宇宙开始又一次熵增过程。

很显然,光子必须是有质量的,如果没有质量或者说质量无限小,那么光子的速度应该是无限大,但实际上它的速度却是30万km每秒 ! 现在人们对于光的本质的认知应该说还是比较模糊,就算是为什么光速为30万km每秒这个问题科学家都解释不清楚 ; 并且为什么除了光以外,其他物体的速度就是达不到光速 ?光之传播轨迹并非欧氏直线。作为一个动点之轨迹,就必然出现速度之非0改变量。也就是加速度。 振幅之四倍会不会超过波长?平均速率可大于光速吗?

波动,由波形曲线之运动表达出来。波形曲线是一个几何图形,它不同时刻,占用不同位置,这些位置点,构成之集合,不可能是一条一维曲线。过去,认为是波形曲线之视运动为惯性运动。各点速度相同。都等于“最远点”之速度,把这点称为光子。因此,光子速度等于光波速度。只此而已。并不能说“光子轨迹等于光波轨迹!”当证明光波轨迹非直线之后,前述之说不可能再成立了。

光就是能量的传递。但是这个能量不是无中生有的,而是需要消耗其他物质的能量。比如火炬燃烧发光,电灯发光,都是其它能量的转换。但是最终人们会发现,能量本身也是一种物质。所谓真空,也有不为人知的介质存在。而这种介质的形态,并不像人类发现的原子、电子、粒子的独立个体形态。我们知道水是水分子(氢原子、氧原子)组成的,但这些分子丶原子的间隙是什么?空气中,所有已知的构成空气的分子原子之间的间隙是什么物质在填充?电子与原子核之间的空间是什么物质?时至今日人类的研究并非穷极所有。而光很可能就是能量在这一未知介质中传递的现象。

任何物体在时空中运动,光速在我们认知的宇宙中达到最大,所以时间就不再流逝,普通物体速度很小,所以时间流逝很快。物体在时间和空间里总的运动是恒定的。

光的产生一定有一个能量提供源头,我们知道光具有波粒二象性,而且我们知道任何一个运动的物质,他必须有力在背后推动,那么这个推动光自诞生之始就无限向前运行的动力究竟是什么呢? 对于光,我们人类依靠的视觉感知,到我们知道人类的一切感知都是相对的,对光的感知也是如此,究竟光的本质是什么,我们其实还没有真正的搞明白,对于盲人来说,他们感知不到光的存在,但这并不代表光就不存在。我们来做一个反思,假设所有生物都无法感受到光,光是不是就不会存在于人们的认知中呢?

所以究竟是什么提供了光可以无限运行这样一个事实,依然还没发解答,因为我们无法了解光究竟会运行多远才会失去动力消失不见。但我们起码知道这世界不存在没有动力就能够运动的物质。光之所以能以每秒30万公里的速度运行,并非是光子的速度达到每秒30万公里,这个认识极端错误,光也是一种电磁波,光场一旦建立,在30万公里的区间内,受光场的控制激发,在其通道内,瞬间布满充满能量的光子,当然这光场的能量得足够大,激发通道内光子的能量,能克服通道内其它物质的吸收,这样,才谈得上光速是每秒30万公里,否则,光是跑不了多远的,这就是探照灯,为什么照向深空时,为何光柱慢慢就不见了?其实这就是光场不足以克服,通道内其它物质的阻力吸收。因而光柱慢慢就看不见了。

光子很小,只是大于零。那咱们设想一下,空气中分子的质量也很小,假如我们做一个很大功率的吹风机,给空气分子施加一个等价于光子和光源之间同等比例的力,那空气的分子也会按每秒30万公里的速度传播吗?我虽没做过实验,但显然是不可能的!从这一点来说光子每秒30万公里的速度并不是因为其质量太小的缘故!这里面一定还有我们不得而知的原因存在!

光子存在活跃性,方向性,有可见光也有不可见的,还有我们知道的暗物质,还有我们人类不知道的,在某种特定情况下才反映出来它的存在,其实在宇宙中无处不存在着光子,只是没有激活你看不透而已,它们互相碰撞,激发,相互产生的能量,在宇宙的各个角落,有不同的反射碰撞,有些无限大的能量,但它也有强弱。

我们这个宇宙基于光速时间的形式,任何平行宇宙形式都必须具备恒定基本物质粒子运动速度条件时间和空间才能成立。宇宙并非大爆炸,而是以光速由奇点向外永不停息的生长高密高能光速能量粒子,光速能量子由上帝粒子意识元纠缠态凝结而成。 宇宙构成的基本粒子意识元正元与反元纠缠逻辑进而形成意识元团——光速能量子,最初的宇宙时间建立。

能量子纠缠成光量子团——电子建立。电子纠缠成电子团——质子形成。电子与质子纠缠构成中子,这三种粒子纠缠规律形成了原子物质宇宙空间随之建立。由微观到宏观的运动规律从起初的无限运动不确定性的意识元到光速能量子直至整个宇宙星系逐级降速。引力其本质是意识元纠缠表达形式。电磁力是能量子纠缠表达形式。化学元素的构成是粒子作用力平衡原因。

光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

宇宙中的最快速度是什么?很多人会回答光速。不考虑空间的加速方法,光速确实是一个正确的答案。

然而爱因斯坦告诉我们,速度越快,质量越重:

  • 50%光速,质量提升15%
  • 86%光速,质量提升100%
  • 99%光速,质量提升700%
  • 99.999光速,质量提升22400%(224倍)

根据相对论,100吨的航天器加速到99.999%光速,需要兆瓦级发电站日夜工作1.28亿年,如果到达光速,航天器质量变为无穷大、需要的能源也变为无穷大。

到达光速需要如此巨大的能量,为何光可以直接到达光速?

光速——光是粒子吗?

根据爱因斯坦相对论,就算将一颗粒子加速到光速,只要粒子带有质量,那么就需要无穷大的能量。

光,由于可以到达光速,说明光是一种没有静质量的粒子,这说明光是一种非常特殊的物质,该理论提出后,让很多科学家大跌眼镜,没有静止质量的粒子非常“奇幻”,就像是一个没有质量物体摆在眼前,是非常不真实的现象。

一个没有质量的粒子,以光速前进,却拥有能量,这让科学家想到另一种可能——光,是波吗?

光速——光是波吗?

科学家提出光是波的概念后,通过双缝实验,看到了光的波形。

这表明光具有波的特性,光真的就是波吗?

并非如此,人类科学证明,波的传播需要介质,然而光的传播并不需要介质,在真空中光的速度最为稳定,可以达到每秒30万公里,光的传递并没有依赖介质。

这有两种可能性:

  • 光拥有波的特性,但并非是波。
  • 真空中存在人类未知的介质,可以传递光。

这就延伸出光的新属性——波粒二象性。

光速——每秒30万公里从何而来?

光,既有粒子的特性,又有波的特性,为此科学家提出了波粒二象性。

那么光的速度从何而来,科学家尚未得到明确的答案,但是却拥有很多猜想:

  • 光速,来源于宇宙大爆炸:

时间回溯到宇宙大爆炸,宇宙从大爆炸中诞生而来,形成一种独特的光子,光速就是光子的固有属性,就像是中子的质量是1.67×10^-27kg,光子只要存在,就自带光速属性,光速属于固有属性。

  • 光速,来源于宇宙膨胀:

另一种猜想,提出光子的速度可能和光子的衰变有关,光子随着宇宙膨胀逐渐衰变,在衰变的过程中释放能量,保持光速运动。

人类想要了解光速的由来,必定需要先了解光的本质。

当人类真正了解光,才能探索光的诞生和灭亡,从而真正了解光速的由来。到那个时候,人类或许就可以超越光速,冲出相对论的限制!

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