Väger ljuset något? Väl, Ja och nej. agsandrew/iStock/Thinkstock
Om det fanns ett enkelt svar på hur mycket ljus väger, vi skulle alla veta det. Det skulle förmodligen finnas någon form av grundskolorim som hjälper oss att komma ihåg den exakta siffran, ungefär som vår användbara lilla duva om 1492 och havet blå.
Istället, vi tvingas vada igenom komplicerade halvsvar som går ungefär som, "Um, den väger lite, men inte som hur vanliga saker väger. "Vilket är en hemsk jingel att sjunga på lekplatsen.
Låt oss försöka röra upp röran och börja med att ställa en helt annan fråga:Har fotoner massa?
Fotoner är det minsta måttet på ljus, och nej, de har inte massa. Så det är lätt, höger? Ljus består av fotoner, som inte har någon massa, så därför har ljus ingen massa och kan inte väga någonting.
Inte så snabbt. Eftersom fotoner har energi - och som Einstein lärde oss, energi är lika med kroppens massa, multiplicerat med ljusets hastighet i kvadrat. Hur kan fotoner ha energi om de inte har någon massa? (Man föreställer sig Einstein som tänker på fotoner om:massa och axelryckning, hoppas att ingen märkte avvikelsen.)
Faktiskt, vad Einstein bevisade är att energi och massa kan vara samma sak - all energi har någon form av massa. Ljus har kanske inte vilo (eller invariant) massa - vikten som beskriver ett föremåls lyft. Men på grund av Einsteins teori (och det faktum att ljuset beter sig som det har massa, genom att den är föremål för gravitation), vi kan säga att massa och energi existerar tillsammans. Isåfall, vi skulle kalla det relativistisk massa - massa när ett föremål är i rörelse, i motsats till i vila [källa:Gibbs].
Så vårt svar är en väska med ja och nej. Har ljuset en massa som kan vägas på badrumsvägen? Absolut inte. Men det är en källa till gravitationella fält, så vi kan säga att en låda med ljus väger mer än en låda utan ljus - så länge du är bekväm att förstå att "vikten" du mäter är en form av energi och inte, säga, pounds eller kilogram [källa:Ask the Van].
Ursprungligen publicerat:22 sep, 2014
Vanliga frågor om lätt vikt
Har ljus vikt?
Ungefär. All energi har någon form av massa och ljus är inget undantag. Så lätt har vikt, men inte den typ av massa du kan väga på en badrumsvåg.
Vad är ljusmassa?
Det finns inget entydigt svar på detta. Ljus bildas av fotoner som rör sig runt och bildar den ljusstyrka vi ser. Fotonerna själva har ingen massa, men de har energi när de rör sig, som Einstein sa kunde vara samma sak.
Påverkar gravitationen saker utan massa?
Tyngdkraften påverkar nästan allt som bär energi, även en partikel utan massa. Det är därför som gravitationens energi av mörk materia kan förändra ljusets väg i rymden.
Varför påverkas ljuset av gravitationen?
Tyngdkraften är den kraft som böjer ljus och böjer det inåt eller utåt. Ljuset faller och kurvor när det står inför massiva föremål, känd som gravitationell lins.
Vad är vikten av el?
Om du överväger elektricitet i form av elektronerna som utgör den, den väger lite. Vikten är dock obetydlig, runt ett gram för 1000, 000, 000 joule märkt till en volt.
Mycket mer information
Författarens anmärkning:Hur mycket väger ljus?
Att förstå förhållandet mellan ljus och massa och fotoner och energi är skrämmande. Det räcker för att få en önskan att Einstein tålmodigt kunde leda oss igenom det själv.
Relaterade artiklar:
Hur Quantum Cryptology fungerar
Hur speciell relativitet fungerar
Vad är relativitet?
10 saker du inte visste om Einstein
Hur Einsteins hjärna fungerade
Källor
Fråga skåpbilen. "Hur har ljuset fart utan massa?" University of Illinois vid Urban-Champaign Department of Physics. 2014. (25 juni, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1424
Fråga skåpbilen. "Lätt vikt." University of Illinois vid Urbana-Champaign Department of Physics. 2014. (25 juni, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1395
Fråga skåpbilen. "Fotoner, massa, allvar, ljus, vilomassa, oföränderlig massa, energi, momentum. "University of Illinois vid Urban-Champaign Department of Physics. 2014. (25 juni, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16351
Gibbs, Philip, Carr, Jim och Koks, Don. et al. "Vad är relativistisk massa?" Vanliga frågor om fysik och relativitet. 2012. (25 juni, 2014) http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
Gibbs, Philip. "Har ljus massa?" Vanliga frågor om fysik och relativitet. 1997. (25 juni, 2014) http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/light_mass.html
Newton. "Solsken och vikt." Argonne National Laboratory. Juni 2012. (25 juni, 2014) http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00644.htm
UCSB ScienceLine. "Jag undrade om ljus ...." University of California Santa Barbara. (25 juni, 2014) http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=2976
Whitlock, Laura. "Fråga en astrofysiker." NASA. (25 juni, 2014) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/961102.html
Väger ljuset något? Väl, Ja och nej. agsandrew/iStock/Thinkstock 
