La luce pesa qualcosa? Bene, sì e no. agsandrew/iStock/Thinkstock
Se ci fosse una risposta semplice a quanto pesa la luce, lo sapremmo tutti. Probabilmente ci sarebbe una sorta di filastrocca della scuola elementare per aiutarci a ricordare la cifra esatta, proprio come la nostra utile canzoncina sul 1492 e il blu oceano.
Anziché, siamo costretti a guadare complicate mezze risposte che dicono qualcosa del tipo, "Ehm, pesa un po', ma non come pesano le cose normali." Che è un terribile jingle da cantare nel parco giochi.
Proviamo a chiarire il pasticcio e iniziamo ponendoci una domanda completamente diversa:i fotoni hanno massa?
fotoni sono la più piccola misura di luce, e no, non hanno massa. Quindi è facile, Giusto? La luce è composta da fotoni, che non hanno massa, quindi quindi la luce non ha massa e non può pesare nulla.
Non così in fretta. Perché i fotoni hanno energia -- e, come ci ha insegnato Einstein, l'energia è uguale alla massa di un corpo, moltiplicato per la velocità della luce al quadrato. Come possono i fotoni avere energia se non hanno massa? (Si immagina Einstein che pensa ai fotoni:massa e scrollata di spalle, sperando che nessuno abbia notato la discrepanza.)
In realtà, quello che Einstein stava dimostrando è che energia e massa potrebbero essere la stessa cosa:tutta l'energia ha una qualche forma di massa. La luce potrebbe non avere massa a riposo (o invariante), il peso che descrive il peso di un oggetto. Ma a causa della teoria di Einstein (e del fatto che la luce si comporta come se avesse massa, in quanto è soggetto alla gravità), possiamo dire che massa ed energia coesistono. In quel caso, lo chiameremmo massa relativistica -- massa quando un oggetto è in movimento, al contrario di a riposo [fonte:Gibbs].
Quindi la nostra risposta è un sacco di sì e no. La luce ha una massa che può essere pesata sulla bilancia pesapersone? Sicuramente no. Ma è una sorgente di campi gravitazionali, quindi potremmo dire che una scatola di luce pesa più di una scatola senza luce, purché tu sia a tuo agio nel capire che il "peso" che stai misurando è una forma di energia e non, dire, libbre o chilogrammi [fonte:Ask the Van].
Pubblicato originariamente:22 settembre 2014
Domande frequenti sul peso leggero
La luce ha un peso?
Una specie di. Tutta l'energia ha una qualche forma di massa e la luce non fa eccezione. Quindi la luce ha un peso, ma non il tipo di massa che puoi pesare su una bilancia da bagno.
Cos'è la massa della luce?
Non c'è una risposta chiara a questo. La luce è formata da fotoni che si muovono per formare la luminosità che vediamo. I fotoni stessi non hanno massa propria, ma hanno energia quando si muovono, che Einstein ha detto potrebbe essere la stessa cosa.
La gravità influisce sulle cose senza massa?
La gravità ha un impatto su quasi tutto ciò che trasporta energia, anche una particella senza massa. Questo è il motivo per cui l'energia gravitazionale della materia oscura può cambiare il percorso della luce nello spazio.
Perché la luce è influenzata dalla gravità?
La gravità è la forza che piega la luce e la curva verso l'interno o verso l'esterno. La luce si abbassa e si curva quando si trova di fronte a oggetti massicci, noto come lente gravitazionale.
Qual è il peso dell'elettricità?
Se consideri l'elettricità sotto forma di elettroni che la compongono, pesa un pochino. Il peso è insignificante però, circa un grammo per 1000, 000, 000 joule stimati a un volt.
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Nota dell'autore:quanto pesa la luce?
Comprendere la relazione tra luce e massa, fotoni ed energia è scoraggiante. È abbastanza per esprimere il desiderio che Einstein possa pazientemente guidarci attraverso di sé.
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Fonti
Chiedi al furgone. "Come fa la luce ad avere quantità di moto senza massa?" Università dell'Illinois presso il Dipartimento di Fisica Urban-Champaign. 2014. (25 giugno 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1424
Chiedi al furgone. "Peso leggero". Università dell'Illinois presso il Dipartimento di Fisica Urbana-Champaign. 2014. (25 giugno 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1395
Chiedi al furgone. "fotoni, messa, gravità, leggero, massa a riposo, massa invariante, energia, slancio." Università dell'Illinois presso il Dipartimento di Fisica Urban-Champaign. 2014. (25 giugno, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16351
Gibbs, Filippo, Carr, Jim e Koks, Assistente. et al. "Cos'è la massa relativistica?" Domande frequenti su fisica e relatività. 2012. (25 giugno 2014) http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
Gibbs, Filippo. "La luce ha massa?" Domande frequenti su fisica e relatività. 1997. (25 giugno 2014) http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/light_mass.html
Newton. "La luce del sole e il peso". Laboratorio Nazionale Argonne. giugno 2012. (25 giugno 2014) http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00644.htm
Science Line dell'UCSB. "Mi chiedevo se la luce..." University of California Santa Barbara. (25 giugno, 2014) http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=2976
Whitlock, Laura. "Chiedi a un astrofisico." NASA. (25 giugno, 2014) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/961102.html
La luce pesa qualcosa? Bene, sì e no. agsandrew/iStock/Thinkstock 
