Πώς μετατρέπεται η μάζα σε άπειρο με την ταχύτητα του φωτός;
Η σχετικιστική έννοια της μάζας:
* Πρώιμες ερμηνείες: Στις πρώτες μέρες της ειδικής σχετικότητας, οι φυσικοί χρησιμοποίησαν την έννοια της «σχετικιστικής μάζας». Αυτή η ιδέα πρότεινε ότι η μάζα ενός αντικειμένου θα αυξηθεί καθώς πλησίασε την ταχύτητα του φωτός.
* Το πρόβλημα: Αυτή η ιδέα οδήγησε στην ιδέα ότι η μάζα θα γίνει άπειρη με την ταχύτητα του φωτός, υπονοώντας ότι θα χρειαζόταν άπειρη ενέργεια για να επιταχύνει ένα αντικείμενο σε αυτή την ταχύτητα.
* Σύγχρονη κατανόηση: Σήμερα, οι φυσικοί γενικά αποφεύγουν τη χρήση του όρου "σχετικιστική μάζα" επειδή μπορεί να είναι παραπλανητικό.
Τι συμβαίνει πραγματικά:
* Ενέργεια και ορμή: Αντί να αλλάζει μάζα, είναι η ενέργεια και η ορμή του αντικειμένου που αυξάνονται δραματικά καθώς προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός.
* Σχετικιστική ενέργεια: Η εξίσωση e =mc² δείχνει ότι η ενέργεια (e) και η μάζα (m) είναι εναλλάξιμα. Καθώς επιταχύνεται ένα αντικείμενο, κερδίζει ενέργεια. Αυτή η ενέργεια συμβάλλει στη συνολική σχετικιστική της ενέργεια, η οποία αυξάνεται δραματικά καθώς προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός.
* Το όριο: Η ταχύτητα του φωτός είναι το τελικό όριο ταχύτητας στο σύμπαν. Καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει αυτό το όριο, η ενέργεια και η ορμή του αυξάνονται χωρίς δεσμευμένη. Ωστόσο, η μάζα της παραμένει σταθερή.
Το κλειδί Takeaway:
Δεν είναι ότι η μάζα γίνεται άπειρη με την ταχύτητα του φωτός. Είναι ότι μια άπειρη ποσότητα ενέργειας θα πρέπει να φτάσει στην ταχύτητα του φωτός. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, η σχετικιστική του ενέργεια καθίσταται όλο και πιο δύσκολο να αυξηθεί περαιτέρω.
Η κατώτατη γραμμή: Η έννοια της μάζας που γίνεται άπειρη με την ταχύτητα του φωτός είναι μια απλοποίηση που μπορεί να είναι παραπλανητική. Είναι πιο ακριβές να πούμε ότι η ενέργεια που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός αντικειμένου στην ταχύτητα του φωτός γίνεται άπειρη.
