你知道E=mc²,那是先有物质还是先有能量?

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根据爱因斯坦的E=mc²,是不是全部物质实在都具有巨大的能量?

是的,只不外其背后的原理非常深刻!

爱因斯坦的E=mc²是狭义相对论的效果,不管物体是活动的照旧静止的都建立:对于静止的物体,m就是物体的固有质量或者静止质量,以是必然具有巨大的能量,而活动的物体的质量随速度增长,因此能量也增长(相称于增长了动能)。由于光子的速度是光速,以是光子不可能具有静止质量,而静止质量不为零的物体或者粒子的速度也不可能到达光速,速度趋近于光速时其能量趋近于无穷大。

那么E=mc²是否正确呢?正确!因为大量的实行已经精确地验证了这个公式,比如小到实行室中的核裂变和核聚变反应都测量到了质量减少所产生的能量和E=mc²完全一致,而原子弹、氢弹、核电站都是对E=mc²的验证。反过来,实行室中也常常可以观察到m=c²/E,也就是能量向物质的转化,比如伽马射线光子产生正负电子对以及其它的正反物质对,真空涨落也不断通过能量的变革产生正反物质对。因此E=mc²已经得到了全面和大量的验证。

但是有一个题目非常紧张:是先有物质照旧先有能量?

从宇宙的尺度上,很显然是先有能量再有物质,因为大爆炸开始的时候并没有我们现在的物质,以致连构成我们的原子的电子、质子和中子都没有,这些都是大爆炸之后由能量根据m=c²/E变过来的,以是能量比质量更加根本。

但是事变实在比上面表明的更加风趣!我们知道,质子和中子并不是根本粒子,其内部是夸克和胶子。胶子没有质量,夸克有质量,但是如果把其内部的夸克的质量都加起来,你立刻发现这远远不敷质子和中子的质量。质子和中子的质量是哪里来的?答案是能量!

由于质子的体积非常小,夸克和胶子要想在被困在这么小的体积内里,根据海森堡不确定性原理,它们就得具有很大的动量,因此就必须具有很大的能量。把这些能量加起来然后按照m=c²/E计算,就得到了质子和中子的质量!质子和中子的质量重要来自于其内部的夸克和胶子的能量!

但是夸克究竟是有质量的,夸克的质量来自于哪里?实际上,这个题目对全部具有质量的根本粒子(包括电子)都不是一个简单的题目,因为最根本的粒子物理模子内里全部粒子的质量都是零。后来物理学家们就提出来有一种特别的场(希格斯场,其存在已经被实行所证实),原来质量为零的根本粒子和这个场作用获得了质量,最终照旧能量转化成了质量!

你知道E=mc²,那是先有物质照旧先有能量?

怀念爱因斯坦的邮票

事实上,爱因斯坦最早的表述就是m=c²/E,他想说的就是质量的泉源是能量,只不外被后人逐渐写成了E=mc²!爱因斯坦的深刻洞察力的确是远超同时代的人!今天我们利用E=mc²把物质变成能量,不外是天然造出物质的逆过程而已,并没有什么奇怪的。

如前所述,E=mc²是狭义相对论的效果,但是却可以或许实用于全部尺度、全部作用力、全部粒子,没有发现任何的违背和偏离,因此是完全没缺陷。而其它全部已知的科学规律都有实用的范围,以是E=mc²又是极为不常见的。因此按照本人的美学理论(请上网搜索“张双南美学”),E=mc²就是最美的科学公式!

作者:张双南


来源:https://www.toutiao.com/a6751286790604194317/
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