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光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

“光”是什么?从本质上来说,光其实就是电磁波,而电磁波是电场和磁场相互作用后产生的一种震荡粒子波,是一种波状传播的场,同时也具备波粒二象性,因此光可以是波也可以是粒子。

我们常说的“光子”,其实是一种基本粒子,它负责传递“电磁相互作用力”,这种传递各种相互作用力的基本粒子被称为“玻色子”,光子是一种规范玻色子。光子的移动速度是宇宙中最快的速度,那么光子是怎么加速到光速的?光子的动力是从什么得到的?

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

在我们的常识中,任何物体想要运动,都需要一个“力”。比如,把一块石头放在地上,如果你不去管这个石头,没有意外发生的话,这个石头不会自己移动。你对这个石头施加的任何力都会对这个石头产生影响,对这个施加的力越大,产生的改变就越大。人类的交通工具是由各种不同的能源转化为热能或者电能驱动的,那么让光子移动的“力”从何而来?

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

首先,我们来清楚一下光速的概念,光速是目前人类发现的物体运动的最大速度,而相对论认为,光速就是速度的“极限”!因为任何有质量的物体在接近光速的过程中,质量会不断增加,当这个物体实现光速时,它的质量就等于“无限大”,有限的能源无法让无限大质量的物体移动,所以存在质量的物体就算不断加速,也只能不断地接近光速,不能真正地实现光速。

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

光子的静止质量为零,但是光子在以光速运动时拥有有能量、动量、质量。在正常的宇宙中,光子永远不会静止,光子在产生后,就会以光速移动,光子的移动并不需要任何的“动力”,就会自然而然地达到宇宙中速度的极限。

在真空中光速是恒定的,对于任何观察者来说,光速都不会发生变化。光速和任何速度相加,都只能得到光速,所以把手电筒扔出去,并不会实现超光速,光速恒定是宇宙的第一前提。换句话来说,宇宙本身就是这样,没有为什么,因为它本该如此!

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

如果你非要得到一个答案的话,可以从“光”的本质入手。前文已经提到过,光的本质就是电磁波,当电磁波的能阶超过产生辐射的临界点后,就会向外以光波的形式向外辐射,光就这样产生了!

电磁辐射的强度和温度有关,温度越高产生的辐射量就越大电磁波的波长会更短,相对而言发出的光也就越耀眼。而所有高于绝对零度的物体都会产生电磁辐射,所以宇宙中的任何物体都会“发光”,只不过这些光不能被人类的肉眼观察到。

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

电磁波在宇宙中无处不在,但是只有光波可以被人类用肉眼观察到,电磁波的本质相同,区别在于“波长”和“频率”。电磁波的本质是“电子场”,“场”指的是某个物理量在一个空间区域内的分布,用“场论”可以更好地去理解电磁波运动,以及光的“波粒二象性”。

光既可以是粒子,也可以是波,这是因为宇宙中存在大量的场,这些场可以遍布整个宇宙。用引力场可以快速的理解“场”的概念,广义相对论认为,引力的本质是时空的弯曲,一个物体产生的引力范围就是“引力场”,我们在地球的引力场中,也在太阳的引力场中,同样也在银河系的引力场中。

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

科学家认为,整个宇宙中存在一种神奇的量子场——“希格斯场”,宇宙中的基本粒子和希格斯场相互作用后,就会产生质量。希格斯场地本身震动会产生希格斯玻色子,这种玻色子基本已经被科学证实存在了。

宇宙中的物质之所以存在质量,是因为构成物质的基本粒子会和无处不在的希格斯场相互作用,获得质量后,这些基本粒子的运动速度就会因为获得质量后相对减速,光子可能并不会和希格斯场产生相互作用,也有可能是光子在和希格斯场发生相互作用后,也不会受到影响,所以光子的静止质量为0,而光子在运动时,因为没有质量的阻碍,就轻松的达到了宇宙中速度的极限——光速。

光是怎么达到光速的,动力又是从哪来的?

光的运动不需要“动力”,因为电磁波在产生后,就会以光速向周围传播,光速就是宇宙的根本属性,不需要任何动力就可以实现宇宙中的最快速度。

值得注意的是,比光速更快的速度是存在的,比如量子纠缠和宇宙本身膨胀的速度,但是这些超光速现象都不是物体运动时产生的,也不会传递信息。光速是基本粒子在运动时速度的“上限”这就是我们宇宙的“内秉属性”。

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