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如果光子质量不为0,后果有多严重?

光速不变道理

爱因斯坦被认为是20宿世纪最伟大的科学家,他几乎是以本身一人之力完当作了相对论。不外,开初,爱因斯坦的这个理论并不叫作相对论。就拿狭义相对论来说,是爱因斯坦在1905年颁发的,文章的名字翻译过来就是《论活动物体的电动力学》,后来他又补了一篇论文叫做《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,这两篇论文配合组成了狭义相对论。

后来,有一位爱因斯坦的前辈科学家叫做洛伦兹,他为了区别本身和爱因斯坦的理论,就把爱因斯坦的理论称为为相对论。

没想到,这个叫法一会儿就火了,一向沿用到此刻。对于爱因斯坦来说,他其实并不认同这个叫法,他更附和的是“协变论”。

现实上,相对论傍边是存在着纯粹的“绝对”,这个“绝对”就是光速,在任何惯性参考下光速都是一样的。爱因斯坦恰是以“光速不变道理”和“相对性道理”构建出了狭义相对论的框架。那么问题来了,光速为什么是不变的呢?

粒子物理尺度模子

这个问题确实难倒了那时的物理学家,直到量子力学逐渐成长起来,而且科学家把狭义相对论与量子力学连系起来,成长出了量子场论,以量子场论为根本,构建出了一套“粒子物理尺度模子”。

那这个“粒子物理尺度模子”和“光速”到底有什么关系呢?

一向以来,物理学家都在测验考试用一套理论来描述所有的物理学现象。“粒子物理尺度模子”就曾肩负着这样的任务,科学家是测验考试从微不雅粒子入手,把微不雅粒子分当作了两大类:费米子和玻色子。

费米子遵守“泡利不相容道理”,它们不克不及占有不异的量子态,只能“一个萝卜一个坑”,它们的存在,使得物质具有了“体积”的属性,说白了就是若是把物质切分到最碎的“肉”,其实就是这些费米子。

当然,若是只有费米子,没有玻色子,那么物质就无法当作形,就是一盘“散沙”。玻色子起到的感化就是“传递彼此感化”,让费米子可以连系起来组成物质,说白了就是粘合剂。举个例子,夸克(费米子)经由过程胶子(玻色子)传递强彼此感化连系当作了质子或者中子,而质子(费米子)和中子(费米子)经由过程介子(玻色子)传递核力连系当作了原子核,而原子核和电子(费米子)经由过程光子(玻色子)传递电磁彼此感化连系当作原子。

而物质的质量99%来自于出传递强彼此感化的能量等价于质量,残剩1%来自于粒子自己。

粒子的质量是由希格斯玻色子所付与,经由过程希格斯场给粒子减速来使得粒子获得质量。而粒子原本最初的速度其实都是光速。也就是说,粒子传递速度无法冲破光速这是因为希格斯玻色子所导致的。按照粒子物理尺度模子的理论,只有“静止质量为0”的粒子才能拥有光速,也就是不会被希格斯场合减速。

按照理论,光子和胶子都是静止质量为0的粒子,是以,理论上他们都是具有光速的。

不外,科学家并不没有因为理论的预言就抛却了对“光子”质量的摸索。很多科学家都做了测量光子质量的尝试,当然成果是很难可以或许测准,只能勉强给出了一个质量上限。那若是有朝一日,光子静止质量不为0,那会呈现什么问题呢?

现代物理学的崩塌

若是科学家真的测出了“光子静止质量不为0”,那这个尝试成果必然会使得整个物理学界为之震动,而且带领尝试的科学家也必然会被授予诺贝尔物理学奖。这是因为“光子静止质量不为0”意味着整个粒子物理尺度模子都是错误的,那么近几十年物理学家的尽力就将付之东流。

但成果要远比想象中还要糟糕,因为接下来有问题的就会是相对论。因为这个成果也会撼动相对论的根基假设“光速不变道理”,那么相对论也将会被证伪。换句话说,不仅仅是近几十年的物理学家都白干了,可以说是整个20宿世纪的物理学要垮失落一半。

不仅如斯,“光速”问题同时也会造当作“量子力学”和“麦克斯韦方程”呈现问题,甚至底子无法解决这个问题,这会直接让人类的物理学倒退回到牛马上代。

是以,若是光子具有质量,那么整个物理学将会乱套,人类将回到物理学的原点。

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