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光的相对论质量

首先我们要知道,量子力学,是一门还在发展中的不完善的科学,它有很多优势,也有无数解决不了的问题,例如薛定谔的猫至今无法准确判定其生死,又例如量子纠缠至今无法解释。等等,所以,经典理论不是万能的,有它的适用范围。量子力学也不是万能的,也有其适用范围。相对论也一样,有适用范围的问题。如果抱着“完事不决,量子力学”的态度,牵强解释我们的宇宙,就跟当年的地心说一样,会被我们的后辈讥笑。

  我们都知道,光的静止质量为零,因为光无法静止存在,静止时当然不会有质量。但是有些人为了自圆其说,非的说有,它的静止质量是“0的无穷大次方”,那还不是0吗?。就跟非要说“妻子不是老婆,是孩子他娘”一个道理。

  根据广义相对论,光是有相对论质量的,E=mc2,如果光子没有质量,那能量就为0,这不是扯淡吗?能量为0你怎么发生光电效应?首先广大光伏产业的从业者就不答应,你这等于说他们的太阳能电池是骗人的。

  为了避免被光伏产业从业者打出屎来,物理学家将爱因斯坦的方程平方了一下:E^2=p^2·c^2+m0^2·c^4,这样就好看了吧?公式中出现有个m0,用这个来代表静止质量。你静止质量为0,能量也不为0了,光电效应可以发生了,这下就皆大欢喜了吧?

  科学家们把E^2=p^2·c^2这一部分产生的能量,再代入回E=mc2,你看,有能量,又有光速,光子的相对论质量不就有了吗?你看,科学家多聪明。

  如何解释“相对论质量”,并使之在各种方程中应用自如呢?他们就规定了,这个相对论质量啊,是光子在飞行中的质量,不是静止的质量。这个好理解吧?光在飞行时,是有质量的,所以黑洞能用万有引力吸引住光,光在黑洞的引力下逃不掉。因为飞行中的光有质量,大质量的恒星也能吸引光,所以靠近太阳的光会被弯曲,还有试验证明了。

  但这里面有个大忽悠,他们规定了一个假设前提:“光在真空中的传播速度不变”,这个不变的速度,大约是30万公里每秒。

  科学家还告诉我们:在同一介质内,光是沿直线传播的。这个是中学生都知道的常识。

  常识告诉我们,速度不变的运动,就是就是匀速运动或者静止的。光又是沿直线传播的,连接起来就成了:“光是在做匀速直线运动”,物理老师告诉我们,没有阻力也没有动力,也就是没有加速度的物体,才会做“匀速直线运动”。相对性原理还告诉我们,这种“匀速直线运动”内在属性跟“静止”没什么区别。甚至有很多教科书直接跟我们说“匀速直线运动”,相当于静止的。

  那么更大的麻烦来了,光子运动是“匀速直线运动”,成了相当于“静止”的。也就是说,光相当于是静止的!麻烦来了,不是说光不能静止存在吗?是谁让光静止了呢?那样太阳光就到不了地球,宇宙将一片混沌,地球上暗无天日。这样一来,还不如被光伏从业者打出屎来算了。

  还有更难解释的:实验一:当光线照射到玻璃上,由于光在玻璃和空气中的传播速度不同,光线发生了折射。教科书告诉我们,光在玻璃中的传播速度为2.0*10^8m/s。光在空气中的传播速度是2.99*10^8m/s,光在通过它们时的速度不同,所以发生了折射。这时候,还算正常,麻烦的在后面。

  光透过玻璃,再次进入空气时,速度又变回2.99*10^8m/s,也就是说,光在通过玻璃后,瞬间变回了原先的速度,几乎不需要时间就增加了每秒近10万公里的速度,那么,谁给光加速了?产生这个加速度的能量从哪里来的?

  哪怕将这个速度减慢一万倍,也有每秒10公里,这个速度,足以摆脱地球引力,遨游太空了。人类为了这个每秒10公里,在火箭上不知加了多少燃料。那么光在飞出玻璃的瞬间,谁给光子添加能量了呢?谁给光子“燃料”了呢?是玻璃吗?我们可以精确地测量出来,玻璃的质量没有改变,根据质能方程,它没有损失能量。相反,阳光的照射使得玻璃发热了,根据能量守很定律,是光子损失了能量。

  也就是说,光子在通过玻璃时,不但没有获得能量,还损失了能量,但是在通过玻璃后,光子瞬间满血复活!

  

  教科书说,要改变物体的运动状态,就要给它一个加速度,请问,谁给了光子加速度?上帝吗?

  这时候,经典理论就跑出来说:“光是电磁波!光自然以电磁波的速度传播了,30万公里每秒不是正解吗?”

  好吧,电磁波,电磁波在玻璃里面也减速了好不好?它飞出玻璃时也加速了好不好?谁给它加速度的?玻璃吗?要是玻璃给光加速了,就会损失能量,你家的窗户玻璃会越晒越冷,而不是越晒越热,你摸过吗?

  不对?光波在不同的介质里传播,它的波长和频率不一样。所以才造成光波“变速”。好吧,根据质能方程,E^2=p^2·c^2+m0^2·c^4,光的静止质量为零,速度和能量成正比,光波在飞出玻璃的瞬间,由于波长和频率的关系增大了速度,但是,速度增大能量就增大了,谁给的光波这个能量?

  

  还是不对?光波在通过玻璃时,只是频率和波长发生了变化,能量并没有发生变化。书上是这样说的:在没有外力作用下,物体的运动状态不会改变。波长和频率的改变,算不算运动状态的改变?算的话,谁给它外力?玻璃的阻力吗?要克服阻力,需不需要能量?这样说来,光波在通过玻璃时,只会损失能量,不会增加能量。无法解释的是,光波在穿过玻璃过程中,两次改变频率和波长,然后它恢复原样,没有能量损失。连续两次改变运动状态,不需要外力,除了万能的量子力学,谁还能解释?

  

  教科书告诉我们,波的传播,是有速度的。它的传播过程,就是一个能量更新的过程,这个更新,也是有速度的。爱因斯坦告诉我们,速度最快,也不会超越光速。哪个实验能证明,光在飞出玻璃的“瞬间”,这个“瞬间”就是以光速在更新光的传播速度?

  这个实验告诉我们,“光速不变”不靠谱,它在通过不同介质时,讯息万变。并且不需要谁给它能量,它能随意地加速或减速。解释不了了吧?那只好吧它推给“量子力学”,这就再次证实了“万事不决,量子力学”。

  然后有人说,你错了,“光速只是在真空中不变”,问题是,我们宇宙有“真空”吗?整个宇宙,充满了微波背景辐射,还又看不见的暗物质,暗能量,哪里有绝对的真空?


  

  既然没有绝对真空,光就必然在一些介质中传播。宇宙在膨胀,所有介质都在运动中,光能独善其身,不受介质运动的改变吗?超音速客机上的乘客,还能听到发动机的声音,说明声波的传播,是随着介质一起超音速了,自己超越了自己的速度,是不是很神奇?

  所以,宇宙中的光,也一起随着介质在做超光速或亚光速运动,并不是不变的。

  需要说,光速不变原理是不能够被证明的,因为谁也不能保证以后的实验是否会发现与相对论矛盾的事实,也就是说每当一次实验结果与相对论符合,狭义相对论的两条基本假设的可信度就进一步提升,但是只要有一次实验结果与相对论不符合,那么狭义相对论的两条基本假设就有问题。


  扯了半天,终于扯回“相对论质量了”。

  相对论听起来高大上,不太好理解,但是可以简化成一个类似的比喻:一个打算坐电梯上三楼的人,他坐电梯上到三楼,跟他坐在电梯里面,但是电梯不动,三楼却跑下来接他是一样的。

  在相对论看来,光子或说光波本身并没有质量的,为什么能够被黑洞的引力吸引逃不掉呢?因为黑洞的引力巨大,造成了“时空弯曲”,也就是黑洞附近的时空“凹”下去了一块,相当于一个没盖盖子的沙井,(也可类比下坡)。光子路过时没细看,“掉到沙井里”了,并不是沙井在吸引你。这个现象,跟光子被万有引力吸进黑洞里是一样的,就是说光子本身没质量,你万有引力吸引不了我。被吸引进黑洞的效果是由于光子挨了“时空扭曲”一闷棍,这一闷棍就相当于万有引力了,这时候给你个名分,叫做“相对论质量”。

  

  但是,牛顿说:没有地球引力,你会飘到空中,不会掉到沙井里去的。是不是也得问问爱因斯坦,黑洞没有引力的话,光子会不会“掉到沙井盖里”?所以,用“时空扭曲”的“相对论质量”来替代光子质量的说法,就是“这个美女不是我老婆,但是她必须给我生孩子!”一个道理。明明是引力造成的,非得说是“时空扭曲”,因为他们不敢承认万有引力吸引住了光子,那样的话,光子必须有质量才行。想不明白吗?是相对论耍流氓呢?还是它娶了个二奶?老婆的义务你要承担,名分是不给你的,可怜的光子!

  总结:光子的“相对论质量”其实就是光子在即时空间的内禀质量。由于现在的理论体系不支持光子质量,被硬生生说成“没有质量”,有些时候万不得已要用到,就给个“相对论质量”的名分,仅此而已。

  更多的观点,作者发表在科幻小说《无人突击队》光电反应相关章节中,欢迎指正。

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