Μπορεί ένα σωματίδιο χωρίς μάζα να ταξιδέψει με την ταχύτητα του φωτός;
Εδώ είναι η κατανομή:
* Μαζικά σωματίδια * Πρέπει να ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός: Αυτή είναι μια θεμελιώδης αρχή της ειδικής σχετικότητας. Τα φωτόνια (σωματίδια φωτός) είναι το πιο γνωστό παράδειγμα. Δεν έχουν μάζα ανάπαυσης και πάντα κινούνται με την ταχύτητα του φωτός σε κενό.
* Γιατί είναι αυτό; Η σχέση μεταξύ της ενέργειας, της ορμής και της μάζας στην ειδική σχετικότητα δίνεται από τη διάσημη εξίσωση e2 =(mc²) ² + (pc) ², πού:
* E είναι ενέργεια
* M είναι μάζα
* C είναι η ταχύτητα του φωτός
* Το P είναι ορμή
Για τα σωματίδια χωρίς μάζα, M =0, αυτό σημαίνει ότι η ενέργειά τους οφείλεται εξ ολοκλήρου στη δυναμική τους και πρέπει να ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός για να έχουν οποιαδήποτε ενέργεια.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειώσετε:
* Τα σωματίδια με μάζα δεν μπορούν να φτάσουν στην ταχύτητα του φωτός: Καθώς ένα σωματίδιο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, η ενέργεια του αυξάνεται απεριόριστα. Η επιτάχυνση ενός σωματιδίου με μάζα στην ταχύτητα του φωτός θα απαιτούσε άπειρη ποσότητα ενέργειας.
* Υπάρχει πολλή συζήτηση σχετικά με τη δυνατότητα σωματιδίων με αρνητική μάζα: Εάν υπάρχουν, θα μπορούσαν ενδεχομένως να ταξιδεύουν γρηγορότερα από το φως. Ωστόσο, αυτό είναι εξαιρετικά κερδοσκοπικό και δεν υπάρχει ακόμη οριστική απόδειξη.
Εν ολίγοις: Ενώ η έννοια ενός σωματιδίου χωρίς μάζα που ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός μπορεί να φαίνεται περίεργη, είναι ένα καλά εδραιωμένο μέρος της κατανόησης του σύμπαντος.
