题主能问出这样的答案是陷入到思维误区了。因为在日常生活中,一个物体的运动势必需要动力来源。
早在2000多年前的古希腊时期,亚里士多德就认为物质之所以运动是由于力的作用。可是两千年后。牛顿惯性定律告诉我们:力只是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
物体不受力也可以匀速直线运动。
科学第一次颠覆了人们的三观。可随着科学的深入发展,人类开始研究微观世界,量子力学颠覆三观就相当牛顿颠覆亚里士多德一样。量子力学的规律也不遵守宏观世界的规律。
光子是由电子辐射出的能量转变而来的。这种能量用质能方程来解释是可以转换为质量的,这就是光子的运动质量。
电子可以在原子中,这时候叫核外电子。也可以在原子外,这时候叫自由电子。电子是带负电的电荷,电荷的运动就是电流。变化的电流会导致电磁场的激发。也就是电子释放能量,
电子释放能量的过程可不是连续的。是一份一份进行的,每一份能量可以转变成质量,变成物质,这种物种就是光子。
光子的速度直接就是光速,没有从0开始渐变成光速的过渡过程。释放能量,能量直接变成以光速运动的光子。
这很违背常识,但在微观世界很正常。毕竟量子纠缠,量子叠加状态都是量子力学违背常识的地方。
正如玻尔说的那样,第一次接触量子力学没有被困惑,那么他一定是没听懂。
光的出生速度就是这么快,每秒30万公里,其实光子也不想,但它只是没有停下来的能量,因为光子没有质量。
我想你的问题可能是:光是如何产生的?
当一个物体在吸收能量时,如果已经“吃饱”,这个时候它无法吸收的能量就会以另一种能量释放出来,光就是其中之一。
就像你在加热一块木头时,木头越来越热,越来越热,当木头无法再吸收热量的时候,呼地一声,火苗产生了。
接着你可能要问,这个过程到底是啥样的?
我们知道当像原子、离子或分子外围都有电子存在,在未吸收能量前,这个电子一直围绕着粒子旋转。
但,每一刻电子都有一颗“回家”的心。
当你开始给它加热的时候,这时候粒子获得了能量,它觉得自己更强了,于是向前一步,跃迁到了另一个更接近中心的能量轨道上,这个过程中,电子就会把多余的能量释放出来,这时候光子就产生了,并“撞见鬼”一般,以每秒30万公里极速逃亡。
那为什么光速是一定是这个速度,而不是48万、58万呢?
其实,这是一个逻辑悖论问题。
实际上,光速和时间在某种意义上是同一个东西。光子一秒30万公里,如果只跑了15万,那么其实不是光子变慢了,而是时间相对地球时间快了一倍。如果测量到光速降低到0,那你的时间甚至相对地球时间开始倒流了,此时,你就是光速了。
所以,你看光速超过或低于30万公里,就会引发时间和逻辑的絮乱。
这就是光速永远恒定的原因!
简单来说,光子能够始终保持光速运动,其原因在于光子没有静止质量。自光子产生那一刻起,它们就会以光速运动,没有加速过程,也无需动力源。
狭义相对论表明,静止质量不为零的物体不能以光速运动,只能无限趋于光速。这是因为一旦这些物体的速度无限趋于光速,它们的动能将会增加到无穷大,所以它们是无法进一步加速到光速。
不同于普通物体,光子的静止质量为零,它们就必须以光速运动,不需要任何动力源。要说为什么,这可能就是宇宙的基本法则。
从粒子物理标准模型来看,绝大部分物体都会与希格斯场场发生相互作用。由于弱超电荷交换,这种与希格斯场的相互作用会“减慢”任何有静止质量的物体。事实上,正是这种被称为希格斯机制的现象,赋予了物体的质量。而光子与希格斯场的相互作用方式与其他有静止质量的粒子不同,光子不会“减速”,它们在真空中始终会以光速运动。
或者我们可以从电磁波角度来了解一下光。光的行为会表现出波粒二象性,光其实是电磁波,由交变的电磁场激发所产生,其传播速度即为光速。
正因为如此,光才可以跨过茫茫空间,从宇宙的各处到达地球。即便是138亿年前的宇宙第一缕光,如今仍然还以光速在宇宙中传播。
因为光子没有静止质量,所以它不需要加速。你可以发现,任何需要加速的物体,它都是具备静止质量的(静止质量也就是咱们平时常说的质量,或者是牛顿力学中的质量)。
虽然这有些不可思议,但实际确实是这样,这也是为什么再强大的粒子加速器都不能将一个粒子加速到光速的原因,因为粒子具备静止质量,而通过狭义相对论的质速公式,我们发现当一个具备静止质量的粒子,在接近光速时,它的质量会趋向于无穷,而无穷大的质量则需要无穷多的能量来进一步提速,显然宇宙中的能量是有限的(无限的也没事,反正都得把整个宇宙吞了才行)
而光子的能量也是一份一份的,从一出生就瞬间有了光速,且携带一份能量(E=hv,h是常数,v是频率)。至少在目前来看,微观世界确实就是这么运行的,虽然它与宏观世界差异很大。
光,每秒30万公里。从理论上讲,光速应该是指可见光部分的光。如果是不可见的埃克斯光、贝塔光、伽马光等,其光速就应该有所不同了。
不管是什么光,它们所拥有的高速度,都是微观基本粒子在受到某种激发源的激发而高速运动起来的。
光是一种最基本粒子。如果把它说成是电子,可能有90%以上的人不会同意。但是有一点必须承认,光的媒介物一定是某种微观粒子。否则,光介物怎么能被激发运动起来呢?
光媒是一种基本粒子。曾有科学大师也这样认为:大意是:“光是由一份一份的颗粒物组成的”。这里的一份一份,就是一个个颗粒物基本粒子。这个基本粒子是一种兼有质量(如光子静止下来的一个电子质量)、有动能(如能量或温暖感)、有磁矩(如磁极间距)、有正负极性(如磁铁两极)、能被磁化(如磁场)、能自旋(如光谱)、有被物体反射(如普通光)、能穿透物体(如磁力线),能推动或激发物体内自由电子运动(如光电效应)、能被激发出高速直线运动的等一系列运动特征的粒子。光,受到物体阻挡时还会因动能抵消而静止下来,最终成为物体上的静电子、物体内的自由电子以及原子核的核外电子。不过,静止下来的光电子,就不能再称它为光了。
在做出光是什么之铺垫的前提下,再探讨一下光为什么可以这么快以及它的动力源是什么?
电子本身是有极性的,在自然界。比如是高温环境下的铁原子,在构成铁分子时,两个以上的铁原子以失去最外层上的各两个电子为代价,构成金属键。铁原子,它们在受到环境能量作用时逐步吸收能量(外来电子撞击动能),原子核体积发生微观膨胀,核正电荷吸引力出现下降,最外层上的两个电子摆脱原子核束缚,随即电子由高速绕核旋转运动,立即改变自己的行进方向和自旋状态,以直线运动形式成为光或电磁波。此时的铁原子已经成为了铁“离子”。离子与离子之间的距离缩小,两个或多个铁离子的外部能道出现重叠。在停止外部能量作用后,离子之间互为对方反电荷,即每个离子都将自己作为正电荷,视对方为负电荷(离子也有极性)。从而构成金属离子键。这里值得说明的是:物质的电荷本没有正负之分,只有物质极性之分和物质多少所带来的电荷数量多少之分。比如,两个同样是负电荷的电子,它们同样能够用电荷的异性结合在一块。
上面这个例子告诉我们,化学反应过程中,当核外电子失去原子核吸引力作用后,电子将以光速直线运动。大量的电子一块运动就构成了光或电磁波。所以,这里的光就是被原子抛弃(失去电荷吸引力)的电子。这个本来就运动着的电子,在被抛弃的一刹那,也就成为了光的动力源。
其实,光的动力源是多种多样的。主要包括:宇宙大爆炸激发、大质量天体坍缩激发、天体相撞激发、太阳内部摩擦能量激发、核反应激发、化学反应时的放能和吸能激发、云地之间的放电激发、磁力线推动线圈内自由电子运动的激发、电灯钨丝上放电的激发、电焊电流激发……等等。可谓光电子被激发无处不在。
物质世界,实乃电子运动的世界。可以这么说,大凡物质运动,都是由某种激发源所激发出来的。光也不例外。
光速是宇宙中最快的速度,这无可辩驳,一切有静质量的物体,无论怎么加速,永远也到不了光速,因为当无限接近光速的时候,再加速将会需要无尽的能量。但是为什么光为什么能够跑的这么快呢?
非要说为什么,我也说不清楚,反正是光从一出生就是这么快的速度,它不会减速,更不会停下来,可以说光速是宇宙中的常数,就像万有引力常数一样,自宇宙创生之初就已经被定义好了的。
光是一种奇怪的物质,历史上人们关于光是粒子还是波的争论持续了几百年。最先由牛顿提出光是粒子的学说,被人们奉为真理信仰了一百多年,但是后来托马斯·杨做的双缝干涉实验等于是直接给粒子说判了死刑。人们又认为光是一种波,但是奇怪的是人们又发现光传播好像是不需要任何介质的,这与传统的波的定义不符,人们又试图捏造一种无法被观测到的物质以太,以太作为光的介质充满整个宇宙空间的任何地方。后来迈克尔逊等人试图验证以太是否存在,以太没发现,倒是发现了光速不变原理。
后来,人们终究还是搞不清楚光到底是粒子还是波,又因为发现了光不仅具有粒子性,比如光电效应,又具有波的性质,比如衍射和偏振,于是就只好说光具有波粒二象性,光既有粒子性又有波动性。爱因斯坦基于量子论提出了光子说,成功解释了光电效应,又创立了相对论,根据相对论计算,结合质能方程式,可以得出光子的相对论质量是m=hν/c^2,光子的质量与其频率有关,如果光子停止运动了,那么光子将不会再具有质量,这也就是为什么说光子没有静止质量。
另外有一点需要说明的就是光在不同介质中的传播速度是不一样的,在真空中传播的速度最快,而在金刚石中的传播速度只有真空中的一半。光速不变原理是相对论成立的前提,根据相对论也可以得出光子没有静止质量的结论,或许不妨理解为光子的能量来自于宇宙创生之初,光子没有静质量,所以它可以把能量全部转化为动能,让光子保持光速前进。
答:光一经诞生就以光速运行,光子的静止质量为零;光子只要不被吸收就永远停不下来,而且光子的寿命几乎是无限长的。
光子可以由处于激发态的电子跌落到更低能级时产生,两个能级之间的能量差就是激发光子携带的能量;光子没有加速过程,一经产生就以光速运行,光子运动并不需要动力,只有光子在产生时需要提供能量。
单个光子的能量和光子的频率有关,可以由量子力学给出E=hν,结合相对论质能方程E=mc^2,就可以得到光子的等效相对论质量:
m=hν/c^2;
光子没有静止质量,因为倘若光子有静止质量的话,相对论质增效应将会使单个光子的能量无限大,这显然是不对的。
而且科学家已经用实验证明了这点,比如在2003年,就有中国的科学家,测量了光子的静止质量上限,实验表明光子静止质量不会超过10^-54kg,这个结果基本上可以确信光子的静止质量为零。
需要说明的是,光在介质中的传播速度比真空中慢,原因是光和介质中的粒子(尤其是电子)发生相互作用,使光传播的光程长了,所以宏观现象就是光的传播速度变慢,但本质上光子的速度并未减慢。
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总设想:
光速,其实本质上呢, 就是我们所说的维度. 我们所能感知和认知对于这个宇宙的一切东西,本质上都是光(或者说光子?),而这个光速就是维度. 30万公里/秒,这就是我们的维度,我的人,我们的意识,我们的物质,我们的极限,甚至时间和空间都是在这个维度来定义,产生和讨论的.
那么,可以想象如果有其他的维度的话, 光速这个宇宙的基本性质必然也就不同了, 并且不仅仅是简单的31,32这种相差一二,而是另外一个数量级,比如30万-60万, 这维度下的一切,不能无法低于30万这个光速,也无法高于60万的光速, 这样,一个维度就界定出来了.
发挥一:
这也能合理的解释了为什么绝对零度会存在,因为这个是宇宙对于我们这个维度的另一个基本法则. 低于这个温度,光速会降到另一个数量级的速度也就是维度, 而这个是在我们这个维度无法想象和测量的,就像我们无法想象30万以上的超光速一样.
那么,为什么没有最高温度呢?这个就很容易理解了,因为我们无法将我们这个维度的所有能量用来加热一个物质(或者说有质量的粒子),让它达到光速,因为根据质能方程,这个能量是无限大,其实可能就是我们这个维度的能量总和吧. 达不到光速,又可以无限接近光速,同时不可能消耗维度的总能量,所以,温度就不存在上限(存在也是我们无法去测量到的,因为你测量到就得把你自己这份能量消耗进去,那么你就不存在了,也就无法测量了).
发挥二:
基于这个思想,我们来试着理解下道教与佛教对于宇宙的终极认识. 它们都认为世界不是唯一的,缺又是统一的(大千世界和道是一的说法).
(1) 大千世界究竟有多少,佛经里有说到,这个我们无法去论证.根据上面的想法,可以认为一个世界就是一个以光速界定的维度. 以我们的为参考, 0-30一个世界,30-A(具体多少未知,也许并不是等差)一个世界,A-B一个世界....以致极限(是否存在?). 同样, 以我们的0-30万公里/秒为参考,低于这个数量的维度,应该也是存在的,这个就难以想象了,小于我们定义的0的光速(你说的0是真的0吗),这会是什么样的维度和世界?也许是暗物质,也许是地狱?魔界?各位可以自行想象.
那么佛陀是如何知晓这一切的呢? 猜想,佛是一种精神境界极度高和稳定的状态,对世界本质有了正确的认知.在这个前提下,产生(修得了)无上智慧之光,这种光的光速想必是多频的或者频段极大的,从最低维度(光速)到最大维度(光速)都可覆盖到,可调节到. 以这种无上的智慧之光去遍识一切维度也就很容易理解了. 可能你要说,这怎么可能呢? 仔细想想其实是可能的: 智慧之光无静止质量,产生即可达到其速度,同时也就进入了是我说的维度,瞬间的事情. 这个跟我们认识的光是不是一样,产生就有其速度. 不同的是,智慧之光貌似可以修的自我控制,想产生哪个维度的光就哪个维度, 更高级的,或许直接是一个多频混合的光,直接贯穿所有维度.
(2)道家讲究天人合一,以身心入道. 为什么说道是一呢?可能道的思想一开始就定位比较高,并没有简单的按光速去区分维度, 而是直接认为按光速从 (无穷小 到 无穷大)区分的所有维度,一起算在一起这种大统一维度就是整个世界,就是道. 这种无穷小不是我们说的0,无穷大是包含一切的无穷大. 直指一切本质,
试着这样理解:就是不断的调节自我身心,让自我的身心可以与本维度的一切产生和谐的共鸣(想到什么了吗),到达我即世界,世界如我的和谐状态. 用我刚才维度的说法,就是,"我""这个在一定维度下产生定义出来的东西,能够认知和体验到自我的频率(光速?)只是大维度下的一种,"我"只是维度的一部分,能够将自己融入维度所产生的一切中,进而知道"道"就是一,一就是"道"的本质,. 自己融入越深越接近"道",成为得道.
总结:
这些都是我瞎想的,大家觉得有道理的可以交流讨论,觉得没道理的也欢迎吐槽喷水说出自己的想法.
光生下来就是这么快,但是光之所以能这么快完全是因为它没有质量,而不是动力源让光这么快。
我们都知道宇宙中最快的速度就是光速,光速是每秒三十万公里。按照我们平时的生活经验,如果想把一个物体加速,那么就需要给它能量,而加速到越快就需要越多的能量,这样推理下来光之所以这么快就是因为光的动力源非常强劲。
但这是不对的,我们日常生活中加速的物体无一例外都是拥有静止质量的,根据相对论效应,一个有静止质量的物体速度越快其质量就越大,反过来就需要用更多的能量去推动它,而如果想把它加速到光速,那么需要的能量就是无限大,所以我们的宇宙中任何有静止质量的物体都不能达到光速。
光之所以那么快就是因为光没有静止质量,也就是说光的静止质量为0,如此一来光本身就不受相对论的制约了,光就可以“肆无忌惮”的达到每秒三十万公里,光子是电子从高能级到低能级过程中产生的辐射,它也没有加速过程,完全是靠着自身静止质量为0达到光速的。
虽然光看起来很快,但是它在宇宙中其实也是很慢的,仅仅是从太阳到地球,光就需要差不多8分20秒,而从银河系一段到另一端就需要十几万年,从仙女座星系到银河系需要230万年。
先说一句,凡事如果一直追问到底,最终都不会有让你满意的答案,或者说没有真正的“底”,主要是人类对宇宙认知的局限性造成的,我们只能尽量追求事物的本质!
针对这个问题来说,简单回答,因为光的运动不需要动力,没有动力源,所以它可以以光速运动,并且永远不会停下来(除非被其他物质吸收)。
光是怎么产生的?
光是一种电磁波,具有波粒二重性,光子也就是光量子,它是一份一份的。在电子出现能量跃迁的过程中通常会吸收或者释放能量,这部分能量会以光的形式呈现,也就是说能量可以直接转变为以光速运动的光子,没有任何加速过程,直接就是光速!
还有一点,物体的运动并不都需要动力源,动力只是用来改变物体运动状态,一个迅速运动的物体理论上是不需要动力源的,这是在我们宏观世界常见的现象。
不过科学的大小总是向前的,几千年前人们认为任何形式的运动都需要动力源,牛顿改变了这种观点,而如今量子理论的出现更是颠覆了牛顿的经典力学!
所以光子没有任何加速过程直接到光速,在我们看来太违背常识了,但世界就是这样,量子理论的几种现象同样让人费解,如果你非要问到底为什么光子不需要加速过程,就如同问这个宇宙到底是怎么来的一样。只能说,光子一生下来就是光速,这是大自然的一种规律!
就好比万物之间有引力一样,为什么会有引力,空间弯曲吗?为什么会弯曲?有质量的物体使空间弯曲?那为什么有质量的物体会让空间弯曲呢?
如此“如此打破砂锅问到底”没有一个人能给你满意的答案!这也说明科学还需要继续发展,的肯定有更高一级的大自然法则等着被发现!
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