Почему безмассовые частицы обладают скоростью света?

Я знаю, что безмассовые частицы обладают скоростью света (фотоны и глюоны, гипотетический гравитон). Почему это так?
ФизикаСкорость света+3
Yehor
  · 5,2 K
ОтветитьУточнить
По образованию физик, работаю программистом  · 14 февр 2022
Движение частицы описывается "четырёхвектором" энергии-импульса. Энергия -- это "временнАя" компонента четырёхвектора, а импульс -- это пространственная компонента. Когда частица покоится, вектор целиком направлен вдоль оси времени, а проекция на пространственные оси (импульс) равна нулю. Когда частица движется, отличаются от нуля проекции как на временнУю, так и на пространственные оси.
Теорема Пифагора, по которой вычисляется гипотенуза треугольника в четырёхмерном пространстве (Минковского), отличается от теоремы Пифагора в обычной геометрии (Евклида): квадраты временнОй и пространственных компонент (катетов) входят в неё с разными знаками. То есть, для вычисления длины четырёхвектора, квадрат пространственной компоненты нужно вычесть из квадрата временной.
Длина четырёхвектора энергии-импульса частицы называется её "массой". Движение частицы есть повёрнутость её мировой линии в четырёхмерном пространстве-времени. При повороте, длина четырёхвектора не меняется, меняются только его проекции.
В обычной геометрии если гипотенуза равна нулю, то и катеты равны нулю, поскольку квадрат гипотенузы равен СУММЕ квадратов катетов. В четырёхмерной геометрии Минковского, квадрат гипотенузы равен РАЗНОСТИ квадратов катетов, поэтому, гипотенуза может быть равна нулю, а катеты при этом могут быть не равны нулю. Однако, чтобы разность квадратов катетов была равна нулю, катеты должны быть равны друг другу. То есть, временнАя и пространственная проекции четырёхвектора энергии-импульса безмассовой частицы должны быть равны друг другу (энергия равна импульсу с точностью до единиц измерения).
То есть, мировая линия такой частицы идёт в точности под углом 45 градусов между осями пространства и времени. Но такое движение, это и есть движение со скоростью света.
"Скорость света" есть ничто иное, как коэффициент преобразования единиц времени в единицы пространства. Если скорость света выражена в метрах в секунду, она составляет 299792458 м/с и служит для перобразования секунд в метры. То есть, одна секунда на временнОй оси -- это 299792458 метров.
380
Комментировать ответ…Комментировать…
Достоверно
Susanna Kazaryan
Физика
34,5K
Сусанна Казарян, США, Физик  · 5 февр 2022
Если частица не имеет массы (m = 0) и покоится (p = 0), то полная энергия частицы равна нулю (E = 0). Но объект с нулевой энергией и нулевой массой вообще ничто или другими словами, его существование не наблюдаемо. Следовательно, обязательным условием существования объекта без массы является движение или: p ≠ 0 и E ≠ 0. Если безмассовый объект движется с некоторой... Читать далее
4 эксперта согласны
4,9 K
Любая другая скорость кроме скорости света относительна. Поэтому чтобы у безмассовой частицы была энергия... Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
сознание человечества подавлено религией настолько, что многие осознают себя быдлом, от   · 13 февр 2022
Безмассовых частиц не бывает - это пучки ЭМ волн Как, например, образуются фотоны? Согласно закону Ампера - два провода, по которым течёт ток в одном направлении – притягиваются, т.к. вокруг них согласно правилу буравчика образуется вращающееся магнитное поле. А что такое – ЭМ волны? Это тоже вращающееся магнитное поле. Поэтому ЭМ волны одной частоты также... Читать далее
218
Комментировать ответ…Комментировать…
Просто проходил мимо.  · 1 нояб 2021
Потому что только при скорости света они могут обладать энергией, необходимой для переноса взаимодействия.
При массе покоя =0 только неопределённость вида 0·∞, где ∞ - релятивистский множитель при V=c, даёт конечное значение энергии.
239
Комментировать ответ…Комментировать…
сознание человечества подавлено религией настолько, что многие осознают себя быдлом, от   · 13 февр 2022
ЭМ волны не имеют массы, но являются носителями и источниками ЭМ энергии. Фотоны, как и другие "Элементарные частицы" - это не частицы, а пучки ЭМ волн согласно закона Ампера о поводах с током, которые притягиваются при движении по ним тока образовавшимся вокруг них магнитным полем. А волны - это вращающееся магнитное поле, внутри которого образуется эл. ток. Поэтому ЭМ... Читать далее
2 эксперта не согласны
270
Думаю опечатка, правильно читать «подводах»
пучки ЭМ волн согласно закона Ампера о поводах с током
Комментировать ответ…Комментировать…
сознание человечества подавлено религией настолько, что многие осознают себя быдлом, от   · 13 февр 2022
Потому что это не частицы, а пучки ЭМ волн. Основа «Электромагнитной природы мироздания» (Теории всего В. Оськина). Аристотель[1]: «Творцом жизни является солнечный свет». Н. Тесла: «Материя - всего лишь сгущённый свет». Э. Ферми (1901—1954) [2]: электроны и нейтрино до своего вылета из радиоактивного ядра не существую в ядре, так сказать, в готовом виде, но образуются... Читать далее
2 эксперта не согласны
130
Ненаучная ахинея и реклама собственных книг по этой теме.
Комментировать ответ…Комментировать…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос