达到光速的物体,为何一定要质量为0?

发布网友发布时间：2022-05-26 00:59

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热心网友时间：2024-11-03 01:31

光子会以光速运动，真空中的光速（c）是宇宙中最快的局域速度，那么，光子是如何达到光速的呢？为什么光子在真空中会一直以光速前进呢？

事实上，光子无需加速直接就能达到光速，光子在产生的一瞬间就已经是光速，没有从零加速到光速的过程。之所以光子会如此特别，是因为光子没有静质量，这就使其必然以光速运动。

根据狭义相对论，一个静质量为m0的物体，如果它的相对速度v逐渐加快，那么，它的运动质量m也会逐渐增加，它并非像经典力学中所认为的那样保持不变，具体地质增效应公式如下：

从上式中可以看到，如果物体的速度无限接近光速，它的动质量将会无限增大。在这种情况下，让物体继续加速到光速是不可能的，因为所需的能量是无限的。因此，如果物体拥有静质量，那么，无论怎样加速，它的速度始终无法达到光速。

由于光子的速度为c，这意味着上述公式的分母为0。为了使上述公式有意义，根据高等数学中的0/0型不定型极限，这就必须要求分子也为0，即光子没有静，质量。在这种情况下，上述公式有意义，这意味着光子有动质量。那么，光子的动质量为多少呢？

首先，根据光子的能量（E）公式可得：

E=hν

上式中，h表示普朗克常数，ν表示光子的频率。

再结合质能方程（E=mc^2），可以得到光子的动质量为：

m=hν/c^2

除了光子之外，还有饺子的静质量也为0。同样地，饺子的速度也必然为光速。只要物体没有静质量，它只能以光速运动，它在出现的一瞬间就已经达到光速，无需任何的加速过程。

关于狭义相对论的质增效应，已经在粒子加速器中得到了充分的验证。无论粒子加速器有多么强大，对于一个有质量的亚原子粒子，即便是小如质子或电子，它们都无法被加速到光速。在强大的粒子加速器中，亚原子粒子很快就会被加速到亚光速，但进一步加速也只能让速度提升一点，更接近光速一点，但就是不能达到光速。

热心网友时间：2024-11-03 01:31

根据狭义相对论的质量效应公式，一个静质量为0的物体，它的速度越快，它的运动质量就会逐渐增加，光子的质量为0，所以其速度也是宇宙中最快的。

热心网友时间：2024-11-03 01:32

因为我们通过爱因斯坦的广义相对论中的著名公式E=MC^2可知，当达到光速的时候质量为零，才能保证公式成立。

热心网友时间：2024-11-03 01:32

在爱因斯坦的相对论中，光速是不可超越的，因为一旦超越了光速，可能就会发生一些不可思议的事情，至于为何？可能只是宇宙制定的基本游戏规则罢了！

热心网友时间：2024-11-03 01:33

因为只有这样在移动的时候才不会受到阻力，能让速度最大化，同时也是因为速度太快，根本就无法测量到质量。