如果光子有了质量,那么世界会发生什么改变?

时光远逝5


光子一旦有质量——我默认题主说的质量是理论物理学上定义的质量(具体定义我在以前的回答里不止一次提过),便是天塌地陷的灾难!根据麦克斯韦电磁理论的量子化结果,即量子电动力学,可以很容易的证明光子的质量为零,而且可以进一步证明从“光子质量为零”可以推出以下结论(有部分结论是与该命题等价):

  • 三维空间(或者叫“四维时空”)下静电场的库仑定律是关于距离的平方反比函数

  • 光子在真空态下不存在色散(与原命题等价)

  • 光速不变原理严格成立(可以从第二条里“推导”出来)

  • 对于自旋为1的光子来说,其偏振态是两种而不是三种(与原命题等价)

  • 黑体辐射公式是普朗克给出的那种形式

  • 电磁力是长程力

  • 电荷守恒定律严格成立

其中第三条是狭义相对论的物理学基础,如果光子有质量,那么狭义相对论就是错误的!整个相对论体系需要重新修改。

而第四条则是量子电动力学的物理基础,如果光子有质量,那么量子电动力学需要做相应的调整。

第五条是和热辐射有关,如果光子有质量,热辐射理论要修改。

第六条则是最重要的,电磁力如果不是长程力,这个世界就彻底要混乱了。所有的固体物质都是靠电磁力的长程效应而维持形态的。如果电磁力是短程力,只在亚原子层面发挥作用,那么固体将消失,液体也不存在,世界始终是一团气体!

最后一条涉及到电动力学的规范性问题,如果光子有质量,那么电动力学的规范不变性将被破坏,进而电荷守恒律将失效。

由此可以看出,一旦光子有质量,不仅仅是理论物理学要面临巨大的挑战,而且是整个世界都要面临天崩地坼!


科学联盟


这个问题确实很值得讨论,我们每天都在谈论光子没有静止质量,有静止质量的物体速度不能等于光速。今天我们不妨想想万一光子有了静止质量会如何?

为什么光子没有静止质量?

很多读者有时候为了和作者较劲,会问你怎么知道光子没有质量,你“称过”它吗?你能用实验证明吗?遗憾的是确实目前几乎不可能用实验直接证明光子静质量为0,我们最多能给出光子静止量的上限。但重要的是这并不妨碍我们对其的研究。


很多人会说既然光子没有质量,那么根据爱因斯坦质能方程它也不应该具有能量啊?其实这并不矛盾。

狭义相对论中,能量和粒子的质量和动量相关,就是所谓的质能方程(以下两个方程式等价的):

E=m相c^2和E^2=p^2c^2+m相^2c^4

由这个方程可知: 1. 如果粒子静止,那么p=0,并且E=m相c^2。 2. 如果粒子的静质量为0,那么E=pc。


所以尽管光子无法静止下来,它仍然可以用相对论的质能方程描述,并认为它静质量为0。

如果光子有了质量会怎么样?

那么如果光子有了质量会发生什么?我只能说整个物理体系都会面临着崩溃!

首先量子电动力学就会失去规范不变性,从而导致这个理论无法重整化。另外电荷守恒也无法自动保证。总之有关于时空、光速、量子等绝对多数领域的物体体系都会崩塌,这对于人类社会的发展无疑是灾难性的。


那么光子拥有质量体现在肉眼所见的世界会有什么改变呢?很简单所有与光有关的事物都会受到影响,这就意味着光子在加速到接近光速会拥有巨大的质量,光线就会成了“杀人利器”?或者说温暖的阳光照在你的身上,然后你就.......!


你认为如果光子有了静止质量会发生什么改变呢?


科学认识论


理论再怎么突破,世界依旧。

光有质量吗?光有运动质量。光有静止质量吗?

何为静止?何为质量?

看问题看本质,靠近本质看得清。

万物都是运动的,不存在绝对静止。静止是相对的,只有相对静止,相对静止后,相对静止的物质之间接触关系不变,效应不变。

假如存在绝对静止,让光也静止下来,光对物体也不产生效应,物质就不存在任何变化,对外也不会产生任何效应,外界对物质也没有任何效应,这时,这个物质就观测不到了,等同真空一一平空蒸发了。

质量看不着,测不到,能测到的只是重力,惯性力,质量只是人为的定义。

质量的定义变了,将光的动质量也视为质量,光不就有质量了吗?

光有没有质量,得看质量定义。

无论怎么定义,光还是那光。

无论理论再怎么突破,世界依旧。


stemmer


光子当然有质量。光子是由太阳内部传导出来的引力子返回太阳加热,光子加热后膨胀变大变轻,那就是光接触到你皮肤有炙热感。物体会升温等。原因是光子变大变轻,所以传导速度就变慢,因此除了透明物体光不能穿透其它物质。而引力子,就是从太阳内部传导出来再返回的过程。引力子由于体积小质量大,所产生的速度就自然比光子快。因此引力穿透物质能力就特别强。如果光没有质量,它还可以来到你身边吗?

最后一句,凡是存在的,就连人类未发现的,都有质量!


宇宙问题看我的


光子本来就是有质量的,只是质量非常小。

如果光子没有质量,太阳会永恒发光,但却是无能量的光,质量也永远不会变小。地球上的一切都不会如现在这样存在,因为没有质量必然没有能量,光成了不存在的存在,不仅依靠太阳光的生物不会产生,电磁也全都成了空无。

不过,凡存在可知物体都是有质量的,世界该怎么变还怎么变,理论解释物质运动,却决定不了物质运动,用不着杞人忧天。

这种问题,类同于宇宙怎么产生的?直线起点在哪?爱因斯坦不信上帝还能有发现吗?如果上帝不存在还能有人吗?等等,故意暗含某种肯定前提来诱导人顺其意回答,要人无论回答是否都等于承认它的前提。

所以,索性这么说,光子有了质量,好比宇宙没了上帝,太恐怖了,一切都要毁灭,太可怕了,幸好光子没质量,上帝还在,一切静质量都安好,满意了不?


tongfu85665780


光子没了质量才可怕。光子的质量是0.66微克,只不过我们没法称它就是了,因为没有静止的光子让我们去称。动质量肯定有,否则E/m=c²无法成立,别胡搅蛮缠。静质量有没有无所谓,根本就没有静止的光子吗,讨论什么静质量?如果非要讨论什么“静质量”的话,那么,静质量力就是动质量,动质量就是静质量。


老堪69294438688


我们的思维习惯于以人作为圆心来分析周围的事物,以人作为绝对、独立的参照来解释问题。殊不知,人、社会、人类,包括我们的思维本身就是物质世界的结构。光有质量或者没质量,是基于人的主观认知?还是客观存在?光有很多种,可见光、红外、紫外、X光……思维其实也是光(波)……姑且不论人性的差异,所以回答光有质量或者没质量,答案不是肯定也不是否定,而是随机的……


分享到:


相關文章: