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。

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。

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。

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。

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。

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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 的电场与磁场在空间中以波的形式移动。

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。

但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。

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?

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