【科普】光速每秒30萬km，那動力是啥？看完這些你還會說你是傻嗎？

半光是什麼意思

寶寶問我：光速每秒30萬km，那動力是啥？瞠目結舌之下我瞬間崩潰。於是私底下趕緊搜尋一番，補了補課，整理如下，每一位寶爸寶媽都看看吧，以免遇到“十萬個為什麼”的孩子後，跟我一樣的尷尬呀！

1、為何光子的速度會是30萬千米每秒，而且在真空中用不會變，我估摸著這個愛因斯坦也不知道。

這也是為何愛因斯坦僅僅把光速不變原理作為相對論假設的原因。有人說麥克斯韋方程組可以解出來光速是一個常數，但我們要知道，麥克斯韋方程組當時僅僅是描述的電磁波，後來科學家發現電磁波的速度竟然和光速一樣，才逐漸意識到電磁波和光本質是一樣的。

2、光由光子組成，光子沒有靜質量，這才是光速30萬千米每秒的秘密。

它是一種規範玻色子，只能用來傳遞相互作用，這裡科普一下什麼是玻色子，簡單來說，我們常見的物質是由費米子構成的，而傳遞引力、電磁力等基本作用力是以玻色子為媒介的，比如光子、膠子等。那為什麼光子沒有靜質量呢？且來看看狹義相對論中的質增公式，由於光子的運動速度為光速c，所以分母為0，當然學習數學我們知道，分母為0的話，公式失去了意義，為了保證有意義，那麼m0（靜質量）也為0，此時0/0有意義，因此光子的靜質量為0，也就沒有靜質量。

光速恰恰很特別，光速不變原理告訴我們，在任何參照系下測量到的速度都是光速本身，也就是說光速是絕對的，比如說，即使你以99%光速飛行，你身上發出的光的速度仍舊是光速，無論在哪個參照系下觀察都是如此。

所以，光沒有靜質量，沒有靜質量的事物只能以光速飛行。從另外一層面分析，物體之所以有靜質量，因為會與希格斯場發生作用，而光並不會與希格斯場發生作用。

由質增公式可以知道，隨著粒子運動速度越快，動質量會增加，以至於逼近光速時，質量趨近於無窮大，對於加速一個質量為無窮大的物體來說，所需要的能量也是無窮大的，這個說不通，因此推匯出一切有靜質量的物體都不可以達到光速，那作為以光速運動的光子，也就不能具有靜質量。

從波動性來說的話，光是電磁波，實質是變化的電磁場，電磁場會以光速建立起來，那麼電磁波的傳播速度應當就是光速。

3、光子為什麼一開始就那麼快？

沒有靜止質量是光子的一大特徵，我們可以看看常見粒子的速度來和光子對比看看：

低速的太陽高能粒子：200-800千米/秒

亞光速的中微子流：低於光速0。0006%

光速的粒子流：伽馬射線，光速

第一種來自太陽的高能粒子，主要是氫核和氦核，它的質量是：1。674×10千克，氦核則是它的2-4倍。

第二種是高亞光速的中微子，質量最大的τ中微子只有電子1/3。33萬，大多數計算的時我們可以將電子質量直接忽略，但中微子質量只有電子的數萬分之一！

第三種則是光子，它直接就是光速，因為光子沒有靜止質量！

結語：

光子沒有靜止質量，因此穿越整個宇宙時除非撞上別的粒子，否則它的能量不會衰減，因為它不會在希格斯場中獲得靜質量，這是它保持光速而不衰減的秘密。除非它克服引力場跨越梯度空間，或者被宇宙膨脹拉長距離的空間穿行。

好了，今天的這篇文章就到這裡了，為了整理這篇文章，小編我也是搞得頭昏腦脹的，差點崩潰……