宇宙中的万物都在运动|光子是怎么加速到光速的?( 二 )


可是在爱因斯坦的相对论中 , 不存在引力子 , 甚至不是一种力 , 而是“时空”弯曲 , 是宇宙本质的体现 , 所以并不需要引力子的存在 , 我们也可以解释引力 。 这个时候我们就可以很好地解释光子为什么可以达到光速了 。
宇宙中的万物都在运动|光子是怎么加速到光速的?
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光子具有能量 , 也具有动量 , 所所以光子其实是有质量的 , 只不过光子没有“静止质量” , 这是因为光子无法静止 , 它自然不会具备静止质量 , 大自然中的很多现象在进行时都会产生光子 。 只要是静止质量为0的粒子 , 就能实现光速运动!
问题来了 , 光子为什么可以实现静止的质量为0呢?
在量子力学的标准模型中还预言了这样一个玻色子:“希格斯玻色子” , 这种玻色子不带电荷、色荷 , 极不稳定 , 生成后会立刻衰变 , 但是它又无比的重要 , 科学家甚至称呼希格斯玻色子为“上帝粒子”!
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前文已经提到玻色子可以用场的形式描述 , 希格斯场是一种遍布整个宇宙无处不在的量子场 , 基本粒子和希格斯场耦合后会被赋予质量 , 也就是说希格斯玻色子是赋予万物质量的玻色子 。
上帝粒子“希格斯玻色子”很神秘 , 现在人类很难找到它的存在 , 因为人类现在的粒子对撞机强度不够 , 就算未来建造了更强大的粒子对撞机 , 也不一定能撞出希格斯玻色子 , 希格斯玻色子在出现后 , 很短的时间内就会发生衰变成为其他粒子 , 因此想要捕捉到希格斯玻色子证明希格斯场的存在很困难 。
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希格斯场以及希格斯机制是一个看似很完美的理论 , 但是就算理论再完美 , 也需要用实验才能证明这个理论是正确的 , 如果我们找不到希格斯玻色子 , 就无法证明希格斯场的存在和希格斯机制的正确性 。
我们暂且认为这个理论是正确的 , 就可以解释为什么光子的质量为0了 , 其他粒子和希格斯玻色子发生作用后得到质量 , 如果光子不和希格斯玻色子发生反应 , 就不会得到质量 , 因此光子可以实现“光速移动” 。
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因为光子不和希格斯场产生反应 , 所以光子从诞生的那一刻开始 , 就没有静止质量 , 因此光子不需要有一个“加速”的过程 , 光子在产生后的那一刻就达到了光速然后开始运动 , 直到和其他粒子发生相互作用或者被黑洞吞噬后 , 光子才会停止运动 。
从目前的理论来看 , 光速就是已知的最快速度 , 也是信息传递的最快速度 , 这可能会成为未来人类探索宇宙的一大阻碍 , 因为在宇宙尺度面前 , 光速其实并没有我们想象中的那么快 , 银河系的直径在10万光年~20万光年之间 , 未来人类无法实现光速 , 以亚光速飞行的话 , 就需要大于20万年的时间才能横跨银河系 。
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关于光速还有很多未解之谜 , 或许未来人类真的可以找到超越光速的方法也说不定 ,
来源:量子探索