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

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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。

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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

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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