Не Придумал
январь 2016.
10779

Существует ли масса у света?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
5
6 ответов
Поделиться

Фотон не имеет массы покоя, так так собственно и не покоится, но тем не менее обладает импульсом, зависимым от частоты.

Импульс фотона был обнаружен экспериментально Артуром Комптоном, за эту работу он получил Нобелевскую премию по физике в 1927 году.

23
-3
Прокомментировать

В Стандартной Модели элементарных частиц фотон - частица света - безмассовая. Это соответствует наблюдениям и соответствует преобразованиям Лоренца, относительно которых наш мир инвариантен.

Иначе говоря, если сделать преобразование определенного типа нашего мира, то законы физики будут писаться абсолютно также, как без преобразования. Например, скорость света не должна зависеть от системы отсчет, в которой мы эту скорость считаем. Это, в частности, ведет к требованию, что частица света должна быть безмассовой.

Однако, существуют некоторые модели частиц, которые были написаны в попытках объединить гравитацию и Стандартную Модель, которые предполагают некое совсем малое нарушение Лоренц-инвариантности нашего мира, что ведет к образованию фотонов с массой. Масса у фотонов в таких теориях будет о-о-о-очень малой, но ненулевой.

Пока что никакими наблюдениями это не подтверждено. Например, если бы у фотона была масса, то его отклонение в гравитационном поле должно было бы зависеть от его частоты. Однако такое мы не наблюдаем, по всем расчетам пока что гравитационная линза ахроматична (т.е. не чувствует частоты фотона). Поэтому если масса у фотона и есть, то она о-о-очень мала и пока находится за пределами наших наблюдений.

13
0
Прокомментировать

Выше приведено несколько правильных замечаний о фотонах, но ни одно из них, на мой взгляд, не является ответом на поставленный вопрос.

Буквальный ответ состоит в том, что у света есть масса, связанная с его энергией по знаменитой формуле Эйнштейна E = mc². Этот факт подтверждён экспериментально наблюдением искривления лучей света в гравитационных полях звёзд и других массивных космических объектов. И привлечение корпускулярной теории света и понятия о фотонах не имеет к этому вопросу прямого отношения. Любая волна имеет некоторую массу в силу своей энергии, даже звуки нашего разговора или колебания встряхиваемого пододеяльника.

9
-8

Нет. Масса - это одно, а энергия - совсем другое. Вы уж если пишете уравнение Эйнштейна, пишите его до конца, пожалуйста.

E = √(mc²)² + p²c²

Если импульс частицы нулевой, тогда мы приходим к этой же формуле E = mc². Но у фотона всегда ненулевой импульс, но нулевая масса, поэтому эта формула для фотона выглядит как E = pc.

+7
Ответить

Насчет гравитационного линзирования, там-то как раз у частицы должна быть не масса, а какая-либо энергия. Главное, чтобы тензор энергии-импульса был нетривиальным.

0
Ответить

Вы привели формулу, в которой m означает массу покоя (инвариантную массу), а я – в которой m означает гравитационную (релятивистскую) массу. Обе формулы верны, но это разное “m”.

На практике, если отвлечься от формул классической физики с её представлением о материальной точке, от которых всё изначально идёт, то общепринятое бытовое представление людей о понятии “масса” связано именно с гравитационной массой. А то, что многие физики для удобства модели вводят контринтуитивное для обычного человека представление об эквивалентности инерционной и гравитационной массы и об изотропности массы, и для этого из гравитационной массы тела начинают вычитать те или иные компоненты – это чисто расчётный артефакт, связанный с нежеланием выписывать длинные формулы для классических условий.

-4
Ответить
Ещё 14 комментариев

Нет. Нет никакой релятивистской массы. Есть масса покоя, есть тензор энергии-импульса, который учитывает энергию движения частицы, энергию взаимодействия и т.д. Именно этот тензор порождает гравитационное взаимодействие. Не понимаю, что такое гравитационная масса.

контринтуитивное для обычного человека представление об эквивалентности инерционной и гравитационной массы

Бросьте заниматься псевдонаукой. Этот принцип лежит в основе всего физического знания, которое мы имеем.

+3
Ответить

Основным же недостатком инвариантной массы с физической точки зрения является то, что она постоянно меняется, возникая и исчезая при преобразовании вещества в энергию и обратно. А так как весь наш мир пронизан кипением виртуальных частиц, то это делает само понятие инвариантной массы очень абстрактным.

-5
Ответить

Ничего не понял. В этом никакой проблемы нет. Механизмы всех распадов, взаимодействий, очень хорошо написаны и промерены в рамках Стандартной Модели квантовой теории поля. Все выполняется с высочайшей точностью.

+1
Ответить

контринтуитивное для обычного человека представление об эквивалентности инерционной и гравитационной массы

Бросьте заниматься псевдонаукой. Этот принцип лежит в основе всего физического знания, которое мы имеем.

Я здесь сказал только о том, что это контринтуитивно для бытового человеческого восприятия. Но, если уж говорить о физическом знании, то и в физической модели вам приходится делить единую массу, как меру гравитационного взаимодействия, на какие-то условные составные части. Получается, что кого-то, условно говоря, тянут за инвариантную массу, а кого-то – за импульс. Понятно, что это чисто расчётный артефакт, не может в основе такого фундаментального явления, как гравитация, лежащего в основе метрики нашего пространства, находиться два различных физических механизма.

Ничего не понял. В этом никакой проблемы нет. Механизмы всех распадов, взаимодействий, очень хорошо написаны и промерены в рамках Стандартной Модели квантовой теории поля. Все выполняется с высочайшей точностью.

Проблема в том, что инвариантная масса тела должна, по построению, учитывать массы всех содержащихся в теле в данный момент виртуальных частиц с ненулевой массой покоя. Что уже на этапе формулировки звучит странновато.

-3
Ответить
  1. Так. Еще раз. Есть тензор энергии-импульса, именно этот тензор порождает искривление пространства и, соответственно, гравитацию. Масса - это некий параметр, который входит в тензор энергии-импульса.

  2. Принцип эквивалентности говорит нам лишь о том, что гравитация и ускорение локально неразличимы. Вот и все.

  3. Опять ничего не понял. Причем здесь масса частицы и виртуальные пары? Виртуальные частицы могут вообще иметь space-like движение. Поэтому говорить о "массе" таких частиц неправильно.

0
Ответить

Тогда вы, находясь в рамках своей модели, вынуждены простое рабоче-крестьянское понятие “масса”, понятное каждому, заменять на некий ”тензор энергии-импульса”. Что как раз и говорит о том, что, вместо описания связи между реальными физическими явлениями, существующих в мире, вы в данном случае строите абстрактную модель, вычислительно удобную, но к практике не очень привязанную.

Что касается виртуальных частиц. Вы признаёте, что в кирпиче, массу которого вы определяете, могут рождаться, например, виртуальные электрон-позитронные пары? Тогда как вы будете определять инвариантную массу с их учётом? На релятивистскую массу они влияния не оказывают, так как не влияют на общее соотношение массы-энергии.

-3
Ответить

Короче, я хочу сказать следующее. Мы живём в очень узком диапазоне скоростей и плотностей энергии, в котором гравитационная масса приблизительно соответствует инерционной. Вот и возник соблазн в классической физике их объявить тождественными, а все расхождения отнести на некие дополнительные поправочные члены в уравнениях. Это объяснимо, но методологически не совсем верно.

-2
Ответить

В гравитационном поле происходит не "искривление лучей света", а искривление самого пространства-времени, в котором они распространяются.

+1
Ответить

Луч света – это воображаемая линия из геометрической оптики, вдоль которой распространяется волновой фронт. Конечно, в данном случае он искривляется за счёт изменения метрики пространства. А в буквальном смысле его невозможно погнуть так же, как оптическую ось :)

0
Ответить

Мой bullshit-meter готов взорваться от количества бреда, который вы тут пишете.

https://occupymelbournenet.files.wordpress.com/2013/02/bullshit-meter-2-fiat-currency.png

0
Ответить

Ну так дайте своё квалифицированное объяснение :) Желательно, отличное от того, что если массой назвать некую абстрактную величину, инвариантную относительно преобразований Лоренца, а то, что в обычном повседневном языке называется массой, назвать тензором энергии-импульса, то фотон, о котором, кстати, никто не спрашивал, массы не имеет. Я правильно резюмировал вашу позицию?

0
Ответить

А разве при при скорости света любая масса (в том числе и якобы малая масса фотона) не должна стать бесконечной?

И разве гравитационное линзирование не связано исключительно с искривлением пространства?

Интересуюсь как профан.

0
Ответить

А разве при при скорости света любая масса (в том числе и якобы малая масса фотона) не должна стать бесконечной?

Нет. Масса частицы - это инвариант. Она не меняется ни при каких движениях.

И разве гравитационное линзирование не связано исключительно с искривлением пространства?

Да, именно.

0
Ответить

Гравитация – это и есть искривление пространства.

0
Ответить
Прокомментировать

Масса у света и звука, есть!  Я так думаю.
  Если с гравитации черной дыры она не может вырваться!!!
Мне было бы интересно как ее рассчитать,давно задался этим вопросом((((((

0
0
Прокомментировать

Как можно измерить массу покоя электромагнитного излучения? Никак.
Все-таки в определенных случаях свет получается неплохо "упаковать", что бы получился атом. Там уже и масса появляется.

0
0
Прокомментировать
Читать ещё 1 ответ
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью