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真空中光速30万公里每秒,是瞬间达到?还是有加速过程

发布日期:2021-09-22 17:51:04 出处:互联网编辑 作者:管理员 阅读:171

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。

30万公里每秒的光速,它的动力来源是什么?需要加速吗?

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?

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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。

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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。

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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。

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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。

30万公里每秒的光速,它的动力来源是什么?需要加速吗?

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