Cât de grea este ușoară - Universitatea Carl von Ossietzky din Oldenburg
Cât de grea este ușoară?,
a întrebat Eric Köplin de la Oldenburg, a răspuns Saskia Grunau
Pentru a răspunde la aceasta, diferența dintre masă și greutate trebuie mai întâi explicată: Când pășesc pe o cântare aici pe pământ, greutatea mea este măsurată, adică forța cu care mă atrage pământul. Dar cântarele arată masa mea (în kg). Diferența este ușor de explicat: când stau pe Lună, mă simt mult mai ușor decât pe pământ, dar masa mea a rămas aceeași pentru că nu am slăbit.
Întrebarea: „Care este masa luminii?” Există mai multe răspunsuri la acest lucru.
Primul răspuns este: deloc! Cel puțin lumina nu are masă de odihnă. Aceasta este masa unui obiect imobil. Iar fotonii, adică „particule de lumină”, nu există nici în repaus. Se mișcă mereu, cu viteza luminii. Prin urmare, este, de asemenea, foarte bine ca fotonii să nu aibă masă, deoarece Einstein ne-a învățat cu teoria relativității că niciun obiect cu masă de odihnă finită nu poate fi accelerat la viteza luminii. Acest lucru se datorează faptului că, pe lângă masa de repaus din teoria relativității, există și masa în mișcare, care crește chiar și cu cât ceva mai rapid călătorește, adică cu cât mai multă energie cinetică are ceva.
Practic, masa în mișcare este doar o altă unitate de măsură pentru energie. Așadar, al doilea răspuns este: deoarece fotonii sunt extrem de rapizi la viteza luminii, au o masă în mișcare, care este, totuși, foarte mică: în jur de 300 de milioane de fotoni (în funcție de culoarea luminii) împreună au aceeași masă ca un singur Protonul sau neutronul, componentele elementare ale nucleului atomic. Masa totală de lumină care ajunge pe pământ pe zi este de 168 tone. Masa luminii asigură, de asemenea, că fotonii sunt influențați de gravitație.
Nu contează gravitația dacă are masă sau energie în față. Razele de lumină pot fi, prin urmare, „îndoite” de gravitație: Dacă observați o stea în timpul unei eclipse de soare care poate fi văzută foarte aproape de soarele acum întunecat, o veți vedea într-o poziție ușor diferită decât în mod normal. Aceasta răspunde la întrebarea: Lumina nu are masă de repaus, ci în schimb masă în mișcare și astfel o gravitație corespunzătoare acționează asupra luminii de pe pământ.
Saskia Grunau studiază fizica la Universitatea din Oldenburg din 2007. În octombrie 2010 și-a finalizat teza de licență în grupul de lucru pentru teoria câmpului, condus de prof. Jutta Kunz-Drolshagen pe tema „Mișcarea particulelor încărcate în spațiul-timp Reissner-Nordström”.