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「原创」质能公式可能需要修正

常驻编辑 科普中国 2022-08-16 公式   爱因斯坦   质点   表面积   球面   位移   加速度   光速   粒子   能量

质能公式可能需要修正sNE拜客生活常识网

卢力华sNE拜客生活常识网

按照爱因斯坦的相对论,当一个粒子加速至光速时,其运动方向上的长度为零,因此继续加速显得没有意义。但果真如此吗?sNE拜客生活常识网

首先,三维粒子转化为二维能量泡。当粒子加速至光速时,如果继续提供能量使其加速,粒子的运动就会转化为一种新的运动,即:约束粒子成为具有质量的三维粒子的“内部引力”会瞬间消失,被它束缚的“能量”同时得到释放。这种释放表现为以粒子的中心为质点,能量高速向外膨胀,形成一个不断变大的球面(能量泡)。即:三维粒子的运动达到光速后就会转化为二维的能量泡。由此可见,低于光速的运动,表现为一个三维物体(质点)由甲到乙的位移形式,而达到光速或超过光速的运动,则表现为一个具有内部引力的实在的质点向无数个没有内部引力的虚拟的“质点”(能量泡)的扩散。其“位移量”即一个质点转化的球面的面积,也就是一个三维粒子转化为一个二维能量泡的表面积。sNE拜客生活常识网

其次,三维粒子转化为二维能量泡后的速度问题。我们知道,当一个三维物体(质点)由甲到乙位移,其位移量为S=vt。那么,当一个三维粒子转化为二维能量泡时,从粒子中心的质点开始的膨胀,其初速度为〇,一秒钟后为光速c,其“位移量”怎么计算?现在的问题是,此时的运动是匀速度还是加速度。且分两种情况进行讨论。sNE拜客生活常识网

1、设为匀速c,则能量泡的半径r为ct(m),根据球的表面积公式 S(球面)=4πr2可得出其“位移量”S为: S=4πc2t2(m2)。那么,粒子膨胀后1秒,能量泡为S=4πc2;膨胀后2秒,能量泡为S=16πc2;膨胀后3秒,能量泡为S=36πc2……由此可见,能量泡的扩散不但与时间的平方t2成正比,而且允许超光速的存在。sNE拜客生活常识网

2、设为匀加速度a,则能量泡的半径r为at,其中a=(c-0)/t,t=1时,a=c/t=c(m/s2),半径r=at=ct(m/s)。根据球的表面积公式 S(球面)=4πr2可得出其“位移量”S为: S=4πc2t2(m2/s2)。与匀速相比,相同的是,粒子膨胀后1秒,能量泡为S=4πc2;膨胀后2秒,能量泡为S=16πc2;膨胀后3秒,能量泡为S=36πc2……由此可见,能量泡的扩散与时间的平方t2成正比,也允许超光速的存在。不同的是,最后结果的单位不同。前者仅表示能量泡的表面积大小,后者则表示能量泡表面积大小的变化。sNE拜客生活常识网

这与质能公式 E=mc²又有什么关系呢?显然,上面表示t时间内能量泡表面积大小的两个结果S=4πc2t2(m2)和S=4πc2t2(m2/s2),其实就是质能公式中光速c2的另一种表达。不同的是,爱因斯坦的质能公式E=mc²与时间无关,而这里的公式与时间有关。新的质能公式就变成了E=m(4πc2t2)=4πmc2t2,只是结果的单位不同而已。并且,从结果的单位看,取匀加速度为妥。sNE拜客生活常识网

结论:如果上面的讨论是正确的,那么,质能公式就必须修正为:E=4πmc2t2。sNE拜客生活常识网

(照片来自网络,侵权即删)sNE拜客生活常识网

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