人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙?

2024年03月20日22:25:12 科学 1268

难以置信!光居然没有外力推动,却能穿越整个宇宙

自然界存在一个非常诡异的现象:光,这个宇宙中无处不在的东西,竟然不需要任何推力,就能以约每秒30万公里的惊人速度穿行于星际空间

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


但是,光是如何做到这一点的呢?为什么它无需任何外力推动,却能以宇宙中最快的速度在太空穿梭?

我们知道,任何物体的速度都是由其质量和施加在物体上面的能量决定的。这就好比你可以轻松地推动玩具车但要推动一辆真正的汽车就困难得多,因为它的质量更大。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


然而,光没有质量,还以光速移动,这又是为什么呢?

这背后的秘密就在于光子,也就是构成光的基本粒子

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


光子不跟宇宙中一种到处存在的、能让物质产生质量的叫做希格斯场的东西相互作用。

这导致光不具有物理意义上的质量。这就意味着光等同于自身不会有加速度,也就是必然会以恒定速度运行。

那光子既然不做加速运动,自然也就不需要任何力。

推而广之,所有无质量的粒子在真空中都必须以光速移动,它们无法以更慢的速度移动。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


关于这点非常好证明。

如果一个粒子没有质量,那么任何作用在这个粒子上的外力,都会立即导致它有无限的加速度,因为加速度等于力除以质量。

而如果没有爱因斯坦狭义相对论的限制,无限的加速度在非零时间跨度内,将导致无限的速度。而这显然不可能。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


那宇宙中的光是怎么产生的?

大多数光子,基本上都来自于恒星,它们是原子以光子形式发射出来的电磁能量。这些光子诞生后,便从遥远的恒星发出,穿越宇宙空间,最终到达我们的眼睛,让我们跨越时空得以窥见宇宙不同时期的奥秘。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


实际上,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波,且温度越高,放出的电磁波频率就越高,波长就越短。但是,正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,除光波外,人也看不见无处不在的其他电磁波。

那光究竟是如何传播的呢?

很多人可能不知道,光的传播其实并不需要介质,它可以在真空中自由行走。这是因为光本质也是一种电磁波,由 同相振荡 且 互相垂直 的电场磁场在空间中以波的形式移动。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


电场和磁场总是同时出现,同时消失,并相互转换。这些振动在空间中传播,就像水面上的波纹一样。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


电磁波不依靠介质传播。

那如果你能以光速旅行,你会看到什么?

答案你可能想象不到!根据科学家的描述,你会看到一个完全静止的宇宙,时间将不存在,一切都在你的眼前瞬间展开。

人以光速运动,宇宙真是静止的么?没有外力,光为何能穿越宇宙? - 天天要闻


是不是很科幻,但这就是宇宙的奇妙和诡异之处。

最后,问题来了,为什么光会拥有一个恰好约30万公里每秒的速度而不是其他的任意一个数值呢?

答案是:科学家们也不知道为什么。

那么,你知道吗?

欢迎留下你的看法。

科学分类资讯推荐

高温天气这些常用物品可能引发火灾 模拟试验告诉你有多危险 - 天天要闻

高温天气这些常用物品可能引发火灾 模拟试验告诉你有多危险

夏日来临,高温天气持续,在汽车内部密闭环境下,温度可飙升到60~70℃。此时,车内放置的一些物品,就可能因高温或阳光暴晒发生爆炸、引发火灾。近日,浙江一位车主就不小心把手机落在户外的汽车内,引发了火灾。 长时间高温暴晒 车内手机发生爆炸6月18日,浙江省湖州市安吉县一停车场的私家车着火,前排车内棉织物内饰被烧...
上海发生霸凌事件,大象被群殴3年?野生动物园回应:不存在 - 天天要闻

上海发生霸凌事件,大象被群殴3年?野生动物园回应:不存在

近期,上海野生动物园“大象霸凌”的视频广为流传一些网友称该现象已发生有两三年时间呼吁园方积极处理昨天,上海野生动物园在其微信公众号中进行科普网传“非洲象有个体长期被欺负”的情况存在吗?不存在。2024年网传我园非洲象打架视频,系公象“杰克”与公象“笨笨”因发情期产生的关于领地和交配权的争斗。在发生争斗情...
全球首款!信达减重新药获批上市 - 天天要闻

全球首款!信达减重新药获批上市

近日信达生物制药(苏州)有限公司(以下简称“信达生物”)开发的玛仕度肽注射液获国家药品监督管理局批准上市用于成人肥胖或超重患者的长期体重控制该产品是全球首款获批上市的胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)/胰高血糖素受体(GCGR)双重激动
中国稀土是国宝之物 - 天天要闻

中国稀土是国宝之物

中国稀土在世界占很大比重,更关键是能把稀土提纯到五个九水平,世界上只有中国绝招。因为只有这么高纯度稀土十几个元素分离出来,用在电子军工航空卫星及各种高精度材料上,非常广泛需要量很大。
2个魾属新种现身怒江与伊洛瓦底江,我国成全球魾属鱼类物种最多国家 - 天天要闻

2个魾属新种现身怒江与伊洛瓦底江,我国成全球魾属鱼类物种最多国家

6月27日,开屏新闻记者从中国科学院昆明动物研究所获悉,科研人员在整理云南怒江(萨尔温江)水系与缅甸伊洛瓦底江水系采集的巨魾标本时,发现了2个鱼类新种。这一研究不仅扩展了对该类群的认识,也使我国成为已知魾属鱼类多样性最高的国家。原魾魾属是鲇形目中体型最大的类群之一,部分种类体长可超过2米,因其巨大的体型...
广西普及应急安全知识 提升公众防范意识和应急能力 - 天天要闻

广西普及应急安全知识 提升公众防范意识和应急能力

中新网南宁6月27日电(林浩)广西壮族自治区应急管理厅厅长周长青27日表示,广西将挖掘更多优秀科普宣教人才,积累更多优秀科普作品,全面普及应急安全知识,提升公众安全防范意识和应急能力。图为2025年广西第二届“桂在安全”应急科普讲解大赛决赛
无需开颅,中国医生用脑机接口治偏瘫 - 天天要闻

无需开颅,中国医生用脑机接口治偏瘫

十几天过去,神经医学专家林志雄、吴成翰依然清晰地记得那台特别的手术。6月14日的下午,他们和脑机接口科学家、南开大学教授段峰合作,将介入脑电传感器芯片通过血管放进了一名偏瘫病人的颅内静脉窦。他们希望通过这台手术,帮助修复病人的运动功能。
《历史研究》2025年第4期目录与摘要 - 天天要闻

《历史研究》2025年第4期目录与摘要

《历史研究》为中国历史研究院院刊,创刊于1954年,是党中央决定创办的全国性史学刊物。毛泽东同志亲自确定“百家争鸣”的办刊方针,郭沫若同志出任首届编委会召集人。创刊70余年来,《历史研究》获得“中国出版政府奖·期刊奖”“国家期刊奖”“新中国60年有影响力的期刊”“百强报刊”等荣誉和称号,为推动中国史学发展作...