Valon massa

Mustista aukoista puhuttaessa mainitaan aina, että valokaan ei voi välttyä imeytymistä niihin. Tämä kai tarkoittaa, että valollakin on massa?

tiistai 1. syyskuuta 2009

Painovoimakenttä vaikuttaa todellakin valoon, vaikka fysiikan oppikirjoissa sanotaan, että valohiukkasilla eli fotoneilla ei ole massaa. Tämän sinänsä ristiriitaisen asian tekee tajuttavaksi tieto, että fotonit sisältävät energiaa. Einsteinin kuuluisan kaavan E = mc2 mukaanhan massa ja energia ovat saman asian kaksi eri puolta. Oppikirjojen väite tuleekin ymmärtää niin, että fotoneilla ei ole lepomassaa. Niiden massa liittyy yksinomaan liike-energiaan. Koska fotonit liikkuvat jatkuvasti lähes 300 000 kilometrin sekuntinopeudella, ne käyttäytyvät monessa suhteessa samalla tavalla kuin muutkin hiukkaset. Mustan aukon läheisyydessä fotonit altistuvat sen vetovoimalle muiden hiukkasten tapaan. Syynä ei ole kuitenkaan välttämättä se, että fotoneilla on massa. Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan painovoimakenttä on käsitet-tävä ajan ja paikan kaareutumiseksi. Hiukkaset pyrkivät kulkemaan lyhintä mahdollista reittiä aika-avaruudessa. Mustan aukon lähellä aika- avaruus on kuitenkin niin kaareva, että kaikki pysyy tietyllä rajallisella alueella. Sen sijaan tavallisten taivaankappaleiden ympärillä olevilla painovoimakentillä fotonit eroavat tosin muista hiukkasista. Esimerkiksi auringonpimennyksen yhteydessä voidaan todeta mittauksin, että fotonit kaareutuvat eri tavalla kuin muut hiukkaset. Syynä on juuri se, että fotoneilla ei ole lepomassaa. Voidaan siis sanoa, että valolla ei ole massaa perinteisessä merkityksessä mutta että sillä on massa, joka liittyy liikkeeseen.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: