光以光速運動的動力源是什麼?
科技
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簡單來說,光子能夠始終保持光速運動,其原因在於光子沒有靜止質量。自光子產生那一刻起,它們就會以光速運動,沒有加速過程,也無需動力源。
狹義相對論表明,靜止質量不為零的物體不能以光速運動,只能無限趨於光速。這是因為一旦這些物體的速度無限趨於光速,它們的動能將會增加到無窮大,所以它們是無法進一步加速到光速。
不同於普通物體,光子的靜止質量為零,它們就必須以光速運動,不需要任何動力源。要說為什麼,這可能就是宇宙的基本法則。
從粒子物理標準模型來看,絕大部分物體都會與希格斯場場發生相互作用。由於弱超電荷交換,這種與希格斯場的相互作用會「減慢」任何有靜止質量的物體。事實上,正是這種被稱為希格斯機制的現象,賦予了物體的質量。而光子與希格斯場的相互作用方式與其他有靜止質量的粒子不同,光子不會「減速」,它們在真空中始終會以光速運動。
或者我們可以從電磁波角度來了解一下光。光的行為會表現出波粒二象性,光其實是電磁波,由交變的電磁場激發所產生,其傳播速度即為光速。
正因為如此,光才可以跨過茫茫空間,從宇宙的各處到達地球。即便是138億年前的宇宙第一縷光,如今仍然還以光速在宇宙中傳播。
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