质量的定义是什么(真空有质量吗)
二十世纪物理学的最重要的发现,是使人类认识到真空不空,即在我们的宇宙中存在着影响物体行为的物理背景。
首先,为了避免因能量的连续而产生紫外灾变,普朗克于1900年建立了黑体辐射公式,其中有一个不变的常数为6.623x10-27尔格秒。该常数的单位是角动量,表明我们宇宙是由最为基本且不可再分的粒子构成的,这一粒子因此被命名为量子。
此外,爱因斯坦于1916年发表了广义相对论,通过将两个不同的概念即引力质量和惯性质量等同起来,使物质与空间建立起了相互联系。由此表明空间是具有实际物理意义的,空间的不同分布可以使包括光子在内的所有物体的运动受到影响。
稍后,于1925年前后建立了量子力学。根据该理论,任何物体都具有波动性。由此表明,存在着影响物体行为的统一物理背景,即存在着具有实际物理意义的空间。
最后,于1965年美国物理学家发现,宇宙普遍存在着同一温度的微波背景辐射,该辐射的等效温度约为绝对温度2.7k。这一发现,再次证明了空间充斥着量子。我们宇宙的物理空间即物理背景,是由同一能量的量子构成的。
于是,我们获得了一个有机的量子宇宙观。离散的量子构成物理背景,所谓真空就是由无数个量子构成的空间;物质只是由高能量子组成的封闭体系,这是我们在通常的情况下所能感知的物理对象。
于是,我们宇宙中的各种物理现象以及不同的相互作用力,都可以归结为空间量子的不对称碰撞。
由于在空间量子间距附近,空间量子的密度会发生较大的变化;而且,当距离小于空间量子间距时,会失去空间效应,从而失去粒子间的相互作用。
因此,可以推断,空间量子间距约等于最小原子核的半径,经计算该间距为2.913x10-14厘米。
空间量子间距立方的倒数,就是空间量子的密度,每立方厘米约有4.045x10的40次方个量子。
由于空间量子的等效温度为2.7k,用热力学公式换算出每个量子的能量为1.829x10-15尔格。
由此,根据质能公式,每个空间量子的等效质量约为2.03x10-36克。
于是,将量子空间的密度乘以单个量子的等效质量,就可以计算出每立方厘米含有的质量了,即我们的宇宙空间每立方厘米约含有82公斤的质量。
我们之所以在通常的情况下,感受不到如此大的质量,是因为量子太过细小以及我们的运动速度近似为静态的缘故。
只有在高速、宇观和微观等情况下,量子空间的效用才会逐渐地显现出来。