问题:一个10公斤重的铁球以光速撞击地球,它能否穿透地球?用简单的语言来理解这个问题并不容易。
1.光速问题主要来自爱因斯坦,根据“相对论”,物体仍然在地球尺度上。带有显示的物体永远无法达到光速。光(静态质量不为零),即使铁球的质量很小,它也无限接近光速,即使连续存在10,000个地球,将其撞击甚至摧毁宇宙也是不够!
记者问爱丁顿:“我听说世界上只有三个人真正了解相对论,对吗?”爱丁顿问:谁是第三人称?
图片:爱因斯坦和爱丁顿谈了很长时间
在“相对论”中,速度无限接近光速,这意味着铁球需要无限的加速能量。无限不是一个固定值,而是无限,它的具体程度取决于它与速度的接近程度。光。对于大多数人来说,这种解释是模糊的,因为“相对论”是基于实验得出的“恒定光速”原理和数学计算得出的结论。如果您直接谈论该公式并将其包括在计算中,大多数人仍然有需要理解的问题。为了解释为什么“尺度上的物质”无法达到光速,为什么光速不变化以及为什么地球宇宙被10 g铁球破坏,我们必须返回物质的本质。
物质的本质是什么?
-什么事?
-材料的质量来自哪里?
-质量的本质是什么
简而言之:在宏观层面上,您手持的手机无论是超薄手机还是全屏模式,都具有一定的质量,并且没有外壳时触摸起来非常烫手,这表明它会发出能量(热)辐射)。
将自己进一步浸入不同的部分,然后继续由不同的材料组成。这些材料具有不同的成分,每个成分都由分子和原子组成。例如,必须存在硅酸盐,这是筛子中玻璃的主要成分。的:
它们就像积木一样,只是钠(钠)之类的建筑物较少,而像O(氧)之类的建筑物则更多,具体数字取决于化学式,与物质的规格相对应。编号,这些元素构成了您在世界上看到的所有东西,但是这些元素并不是最小的构建基块,它们甚至是可变的构建基块。
当太阳燃烧时,几个氢“组成部分”合并为较大的氦“组成部分”,并释放能量以向太阳系提供光和热。
聚变是基于这些结构单元内部结构的变化,因为它们由原子核中的质子和中子以及核外电子组成。主要取决于原子核中的质子数的元素是质子数1氢和2是氦气。检查周期表。
组分的质子和中子不是最小的粒子。在更微观的层面上,有夸克和各种粒子。我们将此粒子称为基本粒子,它们是组成物质的最小构造块。
通常,我们将这些粒子分为两种类型:具有静态质量的费米子和具有零静态质量的玻色子。费米子是构成物质的基本结构粒子,例如构成质子和中子的核外电子和三价夸克。
玻色子通过先前具有强(胶子),弱(玻色子),电磁(光子)力和重力的相互作用在不同费米子之间传递能量或表达宇宙中的三个强力。引力子尚未发现,爱因斯坦目前正在使用“广义相对论”进行描述。
通常,电子对于轻子质量可以忽略不计,夸克之间的质量是由胶子的强相互作用产生的,因此质子具有质量,因此夸克的质量来自哪里?2012年,欧洲核研究中心发现希格斯玻色子是通过对撞机而来的,它存在于宇宙的每个角落,形成了希格斯场,夸克在场中的运动和动作获得了势能。质量。本质上,整个质量归因于粒子之间的相互作用,即能量。
打破能量的顺序物质是由基本力组成的,可以在拥有手机之前形成三维结构,但是这种结构并非坚不可摧。玻色子(光子等)的静态质量为零,因为它没有通过希格斯场受到影响,它们很容易以光速运行,然后撞到相对于宇宙本底的费米子上,这是最快的速度。
由于费米子(夸克,电子)会从场中获得质量,因此它们也受到场的限制,这会产生相对速度,而最高绝对速度会错过这些相对速度。在光速的条件下,它们可以无限接近光速和光速始终是光速。光速的玻色子在它们之间起作用以维持正确的物质顺序,宇宙中有一个天体称为黑洞,它可以吞噬光。
黑洞
如果物质想要移动到任何地方,则构成该物质的结构粒子必须移动到某个地方,并且传递移动能量的玻色子也必须遵循移动的方向进行交互:黑巨人的质量非常大,光无法穿透黑洞的视界,这意味着以相同的光速和零质量的玻色子无法进入黑洞。
在广义相对论中,引力是时空几何的本质,时空的曲率越大,引力就越大。即使玻色子以光速运动,时空的曲率也已经消失并且仅在黑洞的奇异性方向上移动了其原始方向,这仅表示黑洞的奇异性方向。进入地平线之后,所有物质被分解为基本粒子,甚至分解为人类不知道的较小结构,总之,它们的单位是零维的,是零维的束粒子在中心形成一维奇点。
铁球
回到铁球了解这些问题:
铁球为什么不能达到光速?
铁球无法达到光速,因为铁球具有质量并且组成铁球的粒子受场束缚,因此它无法达到宇宙中最高的光速,这就是光速的原因常数是恒定的,就是光线处于真空中,不受场的限制,并且没有相对运动。
为什么铁球会无限接近光速摧毁地球?
爱因斯坦根据狭义相对论的质量增加效应推导了质量-能量当量方程,从中我们可以知道,质量只是另一种形式的能量,这是由上方的四个基本力和希格斯更容易理解的,质量实际上是能量。
如果我们想使铁球无限接近光速,这也意味着必须给铁球无限的能量,即使它被赋予无尽的能量,也无法达到光速。爱因斯坦狭义相对论中质量(能量)和速度之间关系的公式描述了这一性质。
由于铁球无限接近光速,因此公式中的曲线是铁球的能量(静态质量)无限高,具体高度取决于它与光速的接近程度或能量的多少。它会加速,铁球永远无法达到光速,并且相同的能量是无限的。根据能量守恒定律,一个10 g的小铁球会接收到无限的能量,而无限的能量则在尘埃中向下看宇宙-地球。