Sólin
Rís 05:40 • sest 21:16
Tunglið
Rís 15:13 • Sest 05:59
Flóð
Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31
Fjara
Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34
Fyrst er rétt að átta sig á muninum á massa og þyngd með því að lesa svar Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni: Er massi hlutar ekki sama og þyngd hans? Þar kemur fram að þyngd hlutar lýsir hegðun hans í þyngdarsviði. Í svari Þórðar Jónssonar við spurningunni: Hvað er átt við með sveigðu tímarúmi og hvernig tengist það aðdráttarafli? kemur fram að ljósgeisli sveigir í grennd við massamikla hluti. Því má segja að ljóseind hafi þyngd. Ljóseindir eru samt sem áður massalausar eins og fram kom í svari sama höfundar við spurningunni Hvað er "samsviðskenningin" og hvað gengur hún nákvæmlega út á? Það er líka eins gott því annars gætu þær ekki ferðast á ljóshraða! (samanber svar Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvers vegna er ekki hægt að ferðast á ljóshraða? Er ekki hægt að reyna að búa til vél sem getur það?). Ljóseindir hafa með öðrum orðum massa m = 0. Eins og fram kemur í svari Þórðar Jónssonar við fyrirspurninni Mig langar til að vita hvað afstæðiskenningin er felur afstæðiskenning Einsteins í sér jöfnuna E = mc2 þar sem E er kyrrstöðuorka og m er kyrrstöðumassi. Þessi fræga jafna segir að orka sé jafngild massa. En jafnan gildir ekki fyrir ljóseindir því þær eru aldrei kyrrstæðar og hafa því ekki skilgreindan kyrrstöðumassa sem hægt væri að setja inn í jöfnuna. Fyrir ljóseindir gildir hins vegar jafnan E = pc þar sem p er skriðþungi ljóseindarinnar. Þetta þýðir að ljóseindir hafa orku þótt þær hafi ekki massa og það er raunar einmitt þessi orka sem veldur því að ljósgeisli sveigir í þyngdarsviði. Nákvæmasta mæling þess að ljóseindin hafi m = 0 er tengd Coulomb-kraftinum, það er að segja kraftinum sem verkar milli tveggja rafhleðslna. Ljóseindin er boðeind eða burðareind fyrir rafsegulvíxlverkunina. Ef ljóseind hefði massa sem er ekki núll kemur í ljós að Coulomb-krafturinn minnkaði þá ekki með fjarlægð eins og R-2 heldur mun hraðar. En Coulomb-krafturinn hefur verið mikið rannsakaður og mældur með gífurlegri nákvæmni svo að menn eru þess fullvissir að massi ljóseindarinnar er núll.
Hefur ljóseind massa og þyngd?
Fyrst er rétt að átta sig á muninum á massa og þyngd með því að lesa svar Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni: Er massi hlutar ekki sama og þyngd hans? Þar kemur fram að þyngd hlutar lýsir hegðun hans í þyngdarsviði. Í svari Þórðar Jónssonar við spurningunni: Hvað er átt við með sveigðu tímarúmi og hvernig tengist það aðdráttarafli? kemur fram að ljósgeisli sveigir í grennd við massamikla hluti. Því má segja að ljóseind hafi þyngd. Ljóseindir eru samt sem áður massalausar eins og fram kom í svari sama höfundar við spurningunni Hvað er "samsviðskenningin" og hvað gengur hún nákvæmlega út á? Það er líka eins gott því annars gætu þær ekki ferðast á ljóshraða! (samanber svar Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvers vegna er ekki hægt að ferðast á ljóshraða? Er ekki hægt að reyna að búa til vél sem getur það?). Ljóseindir hafa með öðrum orðum massa m = 0. Eins og fram kemur í svari Þórðar Jónssonar við fyrirspurninni Mig langar til að vita hvað afstæðiskenningin er felur afstæðiskenning Einsteins í sér jöfnuna E = mc2 þar sem E er kyrrstöðuorka og m er kyrrstöðumassi. Þessi fræga jafna segir að orka sé jafngild massa. En jafnan gildir ekki fyrir ljóseindir því þær eru aldrei kyrrstæðar og hafa því ekki skilgreindan kyrrstöðumassa sem hægt væri að setja inn í jöfnuna. Fyrir ljóseindir gildir hins vegar jafnan E = pc þar sem p er skriðþungi ljóseindarinnar. Þetta þýðir að ljóseindir hafa orku þótt þær hafi ekki massa og það er raunar einmitt þessi orka sem veldur því að ljósgeisli sveigir í þyngdarsviði. Nákvæmasta mæling þess að ljóseindin hafi m = 0 er tengd Coulomb-kraftinum, það er að segja kraftinum sem verkar milli tveggja rafhleðslna. Ljóseindin er boðeind eða burðareind fyrir rafsegulvíxlverkunina. Ef ljóseind hefði massa sem er ekki núll kemur í ljós að Coulomb-krafturinn minnkaði þá ekki með fjarlægð eins og R-2 heldur mun hraðar. En Coulomb-krafturinn hefur verið mikið rannsakaður og mældur með gífurlegri nákvæmni svo að menn eru þess fullvissir að massi ljóseindarinnar er núll.
Útgáfudagur
8.8.2000
Spyrjandi
Friðrik Örn Bjarnason
Tilvísun
Kristján Rúnar Kristjánsson. „Hefur ljóseind massa og þyngd?“ Vísindavefurinn, 8. ágúst 2000. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=743.
Kristján Rúnar Kristjánsson. (2000, 8. ágúst). Hefur ljóseind massa og þyngd? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=743
Kristján Rúnar Kristjánsson. „Hefur ljóseind massa og þyngd?“ Vísindavefurinn. 8. ágú. 2000. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=743>.