摘要:小到蚂蚁搬家,大到旅行者一号太空飞奔,速度,是司空见惯的常事!
速度,是我们随处可见的现象:
光速绣花针可以击穿地球
小到蚂蚁搬家,大到旅行者一号太空飞奔,速度,是司空见惯的常事!
当一束阳光穿过云层洒在脸上的时候,我们感受到的是温暖,而不是刺痛。
此时,我们是否想过,撒在脸上的光,可是以30万千米每秒的速度,从遥远的太空疾驰而来啊!
轻轻柔柔的阳光
一枚绣花针,以音速飞行(每秒340米),足以击杀地球上的任何生命!
如果绣花针加速到光速,瞬间能击穿整个地球,给地球带来致命的硬伤!
那么为何光以每秒30万公里的速度狂奔,却没有像子弹般击穿我们的身体?
其实这个迷题不仅关乎光的本质,更颠覆了我们对“速度即破坏力”的直觉认知。
通常状态下,速度越快,质量越大,破坏力就越大!
破坏力的大小,取决于物体的动能。
根据经典牛顿力学定律,动能大小公式为:
E=1/2mv^2
所以,质量越大,速度越快,对应的能量就越大。
这个就是一颗子弹拿在手里没有威胁,从枪里打出去,就会要命的原因!
那么光呢?
如此之快的速度为何没有射杀任何生物?
这一切,都要归结于光的特性,在严格意义上讲,光子静质量严格为零。
也就是说,光子没有质量,所以它速度无论有多快,动能都是零。
这就导致光以极快的速度传播,动能依旧是0!
宇宙光子
在爱因斯坦的相对论里,一切有静止质量的物体,速度永远加速不到光速。
因为没有那么高的能量去推动!
将1g物质加速到光速,消耗的能量就相当于三峡发电18年的总量!
如此恐怖的能量消耗,我们人类文明目前还做不到!
光也是波,它有着很神奇的特性。
作为电磁波,光能可以与物质发生共振吸收,作为粒子流,光子通过量子化可以传输能量。
光的波粒二象性
这种双重特性既保证了植物光合作用的发生,又避免了能量过载。
这就是宇宙赋予我们的神奇礼物:
在保证生命进化延续的同时,又不至于将生命灼伤,扼杀!
站在量子物理的角度回望,光很温柔,本质上是宇宙法则的精密设计。
从萤火虫的微光到宇宙超新星爆发,不同强度的光在宇宙尺度上演绎着能量传递的哲学。
当我们再次沐浴阳光时,不妨思考这个奇迹:正是光子那恰到好处的“软弱”,才让生命在光明中有了绽放的可能。
这种脆弱的平衡,或许正是宇宙馈赠给生命最珍贵的礼物。
来源:采文科学乐园