Если бы существовал простой ответ на вопрос, сколько весит свет, мы бы все его знали. Вероятно, существовало бы какое-нибудь стихотворение для начальной школы, которое помогало бы нам запомнить точную цифру, очень похожее на нашу полезную песенку про 1492 год и синеву океана.
Вместо этого мы вынуждены пробираться через сложные полуответы, которые звучат примерно так: «Эм, это немного весит, но не так, как весят обычные вещи». Это ужасная мелодия для пения на детской площадке.
Давайте попробуем разобраться в этом беспорядке и начнем с другого вопроса: имеют ли фотоны массу?
Фотоны - наименьшая мера света, и нет, у них нет массы. Так это легко, верно? Свет состоит из фотонов, у которых нет массы, поэтому свет не имеет массы и не может ничего весить.
Не так быстро. Потому что у фотонов есть энергия, а, как учил нас Эйнштейн, энергия равна массе тела, умноженной на квадрат скорости света. Как фотоны могут иметь энергию, если у них нет массы? (Можно представить, как Эйнштейн думает о фотонах в отношении массы и пожимает плечами, надеясь, что никто не заметил несоответствия.)
На самом деле Эйнштейн доказывал, что энергия и масса могут быть одним и тем же - вся энергия имеет ту или иную форму массы. У света может не быть массы покоя (или инвариантной) массы - веса, описывающего вес объекта. Но из-за теории Эйнштейна (и того факта, что свет ведет себя так, как будто он имеет массу, поскольку он подвержен гравитации), мы можем сказать, что масса и энергия существуют вместе. В этом случае мы бы назвали эторелятивистской массой - массой, когда объект находится в движении, а не в состоянии покоя.
Итак, наш ответ состоит из множества «да» и «нет». Есть ли у света масса, которую можно взвесить на весах в ванной? Наверняка нет. Но это источник гравитационных полей, так что мы могли бы сказать, что коробка со светом весит больше, чем коробка без света - если вы понимаете, что «вес», который вы измеряете, является формой энергии, а не, например, фунты или килограммы.
Часто задаваемые вопросы о легком весе
Имеет ли свет вес?
Вроде. Вся энергия имеет ту или иную форму массы, и свет не исключение. Так что свет имеет вес, но не такую массу, которую можно взвесить на напольных весах.
Что такое масса света?
На этот вопрос нет однозначного ответа. Свет формируется фотонами, которые перемещаются, формируя яркость, которую мы видим. Сами фотоны не имеют собственной массы, но у них есть энергия, когда они движутся, что, по словам Эйнштейна, может быть одним и тем же.
Влияет ли гравитация на вещи без массы?
Гравитация воздействует почти на все, что несет энергию, даже на частицы без массы. Вот почему гравитационная энергия темной материи может изменить путь света в космосе.
Почему на свет влияет гравитация?
Гравитация - это сила, которая изгибает свет и изгибает его внутрь или наружу. Свет падает и искривляется, когда сталкивается с массивными объектами, что известно как гравитационное линзирование.
Какова масса электричества?
Если рассматривать электричество в виде электронов, из которых оно состоит, то весит оно совсем немного. Правда, вес незначителен, около грамма на 1000 000 000 джоулей, рассчитанных на один вольт.
Примечание автора: Сколько весит свет?
Понимание взаимосвязи между светом и массой, фотонами и энергией является сложной задачей. Достаточно одного желания, чтобы Эйнштейн терпеливо провел нас через это сам.