Εάν η μάζα ενός αντικειμένου προσεγγίζει το άπειρο ως φως ταχύτητας γιατί να έχετε άπειρη μάζα;

Μπορείτε να αγγίζετε μια συναρπαστική ιδέα στη φυσική, αλλά η ιδέα ότι η μαζική μάζα ενός αντικειμένου προσεγγίζει το άπειρο καθώς προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός είναι λίγο απλούστευση. Εδώ είναι μια κατανομή:

τα βασικά:

* Ειδική σχετικότητα: Η ειδική σχετικότητα του Αϊνστάιν είναι το θεμέλιο για αυτή την κατανόηση. Δηλώνει ότι οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές σε ομοιόμορφη κίνηση.

* Σχετικιστική μάζα: Στην ειδική σχετικότητα, η έννοια της "μάζας" γίνεται πιο περίπλοκη. Αντί για σταθερή τιμή, η μάζα ενός αντικειμένου αυξάνεται καθώς η ταχύτητα αυξάνεται.

Γιατί όχι η άπειρη μάζα;

* Το όριο: Η ιδέα της "άπειρης μάζας" προκύπτει από τη μαθηματική φόρμουλα για τη σχετικιστική μάζα, η οποία γίνεται απείρως μεγάλη καθώς η ταχύτητα προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, αυτός ο τύπος δεν αντιπροσωπεύει πραγματικά φυσική πραγματικότητα.

* Ενέργεια, όχι μάζα: Καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, δεν είναι η μάζα του που αυξάνεται απείρως. Είναι η ενέργεια αυτό κάνει. Η ενέργεια που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός αντικειμένου πιο κοντά και πιο κοντά στην ταχύτητα του φωτός γίνεται όλο και πιο μεγάλη, πλησιάζοντας το άπειρο.

* Το όριο ταχύτητας: Είναι αδύνατο για ένα αντικείμενο με μάζα να φτάσει πραγματικά στην ταχύτητα του φωτός. Θα απαιτούσε μια άπειρη ποσότητα ενέργειας, η οποία δεν είναι φυσικά δυνατή.

Η σύγχρονη άποψη:

* Σχετικιστική ορμή: Σήμερα, οι φυσικοί προτιμούν να επικεντρωθούν στην έννοια της σχετικιστικής ορμής , η οποία ενσωματώνει τόσο τη μάζα όσο και την ταχύτητα. Είναι πιο ακριβές από την ιδέα μιας μεταβαλλόμενης "σχετικιστικής μάζας".

* ισοδυναμία ενεργειακής μάζας: Η διάσημη εξίσωση του Einstein, E =MC², δείχνει ότι η μάζα και η ενέργεια είναι ουσιαστικά εναλλάξιμες. Έτσι, καθώς ένα αντικείμενο προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, η ενέργεια του αυξάνεται και αυτό μπορεί να ερμηνευτεί ως αύξηση της αποτελεσματικής μάζας του.

Συνοπτικά:

Είναι πιο ακριβές να πούμε ότι η ενέργεια ενός αντικειμένου αυξάνεται απείρως καθώς η ταχύτητά του προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός, όχι τη μάζα του. Αυτή η αύξηση της ενέργειας μπορεί να ερμηνευτεί ως αύξηση της αποτελεσματικής μάζας, αλλά η έννοια της «σχετικιστικής μάζας» δεν είναι αυστηρά απαραίτητη στη σύγχρονη φυσική.