达到光速需要无穷大的能量,为何电磁波能轻松达到光速?
如果我们分别扔一个玻璃球和一个铅球,毫无疑问,玻璃球会被扔得更远。因为同样的能量(力),质量小的物体,其速度较大,即动能等于速度的平方乘以质量除以2。
然而,如果将玻璃球换成同样重量的气球,则铅球会被扔得比较远。为什么呢?因为,空气的存在,其会对气球产生较大的阻力。
由此可以看出,速度的快慢取决于物体的质量和体积,因为空间不空。由于微观粒子的波动性,物体的运动受到了光速的限制,存在着物体之间的超距作用,加上微波背景辐射温度的存在,上述种种现象都说明了我们的宇宙存在着本底的物理背景,即存在着由最小粒子构成的量子空间。该最小粒子就是普朗克常数h定义的量子,其具有不可再分的特性,是宇宙中唯一的实体粒子,即是构成宇宙的基石。
此外,根据卢瑟福用阿尔法粒子轰击金箔的实验,只有极小比例的粒子被反射回来,说明物质不实,原子的体积只是由电子的运动所形成的封闭体系。而且,即便是电子或质子,也是有结构的,它们是作为最小粒子的量子构成的封闭体系。因此,物质的本质是能量的聚集,其是由一定数量的量子构成的量子气球。
所以,只有相对于量子空间的运动,才具有实际的物理意义。因为,物体的运动受到了量子空间的影响与束缚。当物体高速运动时,会使量子空间产生较大的对称性破缺,即使该物体受到了许多空间量子的不对称碰撞,从而产生了阻力。量子空间将物体的动能部分地压缩为势能,限制了物体运动速度的提高,表现出速度的不变性。
所谓电磁波,实际上就是受到了激发的量子,是光子的集合与总称。因此,根据电磁波能量的大小,它们被分别称为无线电、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽马射线等。由于光子的本质是量子,具有宇宙中最小的本征质量和体积。因此,光速是宇宙中最高的速度。
而且,目前的光速c并不是一个绝对不变的自然常数,它是度量量子空间密度的物理参量,是光子的动能被量子空间大幅压缩为势能的结果。否则的话,一个自由的光子,其速度会远大于光速c。因为,光子的质量与最小质量的物质——电子相比,它们至少相差千万亿倍。
总之,由于光子的本征质量和半径都非常小,所以作为电磁波的速度——光速是宇宙中的最高速度。而且,由于量子空间的密度很大,其大幅压缩了光子的动能,使光子的能量主要是相对于量子空间的势能,因而光速具有不变性。只要量子受到激发,成为了光子,就会达到光速c,以维持其相对于量子空间的势能。
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