人以光速運動,宇宙真是靜止的么?沒有外力,光為何能穿越宇宙?

2024年03月20日22:25:12 科學 1268

難以置信!光居然沒有外力推動,卻能穿越整個宇宙

自然界存在一個非常詭異的現象:光,這個宇宙中無處不在的東西,竟然不需要任何推力,就能以約每秒30萬公里的驚人速度穿行於星際空間

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但是,光是如何做到這一點的呢?為什麼它無需任何外力推動,卻能以宇宙中最快的速度在太空穿梭?

我們知道,任何物體的速度都是由其質量和施加在物體上面的能量決定的。這就好比你可以輕鬆地推動玩具車但要推動一輛真正的汽車就困難得多,因為它的質量更大。

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然而,光沒有質量,還以光速移動,這又是為什麼呢?

這背後的秘密就在於光子,也就是構成光的基本粒子

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光子不跟宇宙中一種到處存在的、能讓物質產生質量的叫做希格斯場的東西相互作用。

這導致光不具有物理意義上的質量。這就意味著光等同於自身不會有加速度,也就是必然會以恆定速度運行。

那光子既然不做加速運動,自然也就不需要任何力。

推而廣之,所有無質量的粒子在真空中都必須以光速移動,它們無法以更慢的速度移動。

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關於這點非常好證明。

如果一個粒子沒有質量,那麼任何作用在這個粒子上的外力,都會立即導致它有無限的加速度,因為加速度等於力除以質量。

而如果沒有愛因斯坦狹義相對論的限制,無限的加速度在非零時間跨度內,將導致無限的速度。而這顯然不可能。

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那宇宙中的光是怎麼產生的?

大多數光子,基本上都來自於恆星,它們是原子以光子形式發射出來的電磁能量。這些光子誕生後,便從遙遠的恆星發出,穿越宇宙空間,最終到達我們的眼睛,讓我們跨越時空得以窺見宇宙不同時期的奧秘。

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實際上,凡是高於絕對零度的物體,都會釋出電磁波,且溫度越高,放出的電磁波頻率就越高,波長就越短。但是,正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣,除光波外,人也看不見無處不在的其他電磁波。

那光究竟是如何傳播的呢?

很多人可能不知道,光的傳播其實並不需要介質,它可以在真空中自由行走。這是因為光本質也是一種電磁波,由 同相振蕩 且 互相垂直 的電場磁場在空間中以波的形式移動。

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電場和磁場總是同時出現,同時消失,並相互轉換。這些振動在空間中傳播,就像水面上的波紋一樣。

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電磁波不依靠介質傳播。

那如果你能以光速旅行,你會看到什麼?

答案你可能想像不到!根據科學家的描述,你會看到一個完全靜止的宇宙,時間將不存在,一切都在你的眼前瞬間展開。

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是不是很科幻,但這就是宇宙的奇妙和詭異之處。

最後,問題來了,為什麼光會擁有一個恰好約30萬公里每秒的速度而不是其他的任意一個數值呢?

答案是:科學家們也不知道為什麼。

那麼,你知道嗎?

歡迎留下你的看法。

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