Термин « релятивистская масса » заменен, и во многих ответах на этом сайте часто говорится, что термин « масса» следует использовать только для массы покоя (/ инвариантной) .
Джон Ренни объясняет, что:
... но вам нужно четко понимать, что релятивистская масса - это вычислительное устройство , и это не означает, что масса меняется. С золотом ничего не происходит. Если я буду сидеть у золота, пока вы мчитесь на своем космическом корабле, я не увижу, что с ним ничего не случится.
Но он добавляет, что:
ключевой момент. Когда мы нагреем золото, все наблюдатели, независимо от их скорости, согласятся, что золото изменилось, потому что мы все видим, как оно поглощает свет ИК-лампы.
Итак, предполагается, что масса золота действительно изменилась, так ли это? Если это так, то помимо массы покоя есть еще что-то, но Джон Ренни не уточняет, как изменилось золото, и если нам позволено называть увеличившуюся массу объекта , то, возможно, термальная масса является правильным термином? Если это масса, то чем она отличается от массы электрона?
Вы случайно не знаете, существуют ли какие-либо теории, объясняющие, что происходит на самом деле: как меняется золото и увеличивается его «масса»?
Предположим, мы рассматриваем один атом золота. Он имеет некоторую массу , и есть соответствующая энергия, определяемая знаменитым уравнением Эйнштейна:
Но атом золота может поглощать энергию и переходить в возбужденное состояние. Он может это делать, потому что у него есть внутренняя структура, то есть электроны, окружающие ядро, и он может поглощать энергию, перестраивая свои электроны. Но предположим, что он поглощает некоторую дополнительную энергию тогда его полная энергия увеличилась, и уравнение (1) говорит нам, что масса также должна увеличиться:
где - (увеличенная) масса возбужденного состояния.
А это значит, что масса атома золота непостоянна. Чтобы указать массу, мы также должны сказать, находится ли атом золота в возбужденном состоянии или нет. На практике, когда мы говорим о массе атома золота, мы имеем в виду массу атома золота в его основном состоянии ( кг согласно Википедии ).
Если вместо атома золота рассматривать элементарную частицу, такую как электрон, то у него нет внутренней структуры, поэтому он не может поглощать энергию, как атом. Это означает, что энергия покоящегося электрона имеет постоянное значение и не может измениться, как может измениться энергия атома. Итак, масса электрона:
является универсальной константой. Это то, что мы называем массой покоя или инвариантной массой электрона.
Строго говоря, мы не можем говорить о массе покоя атома золота или чего-то еще, что не является элементарной частицей, без предоставления дополнительной информации, например, массы покоя атома золота в его основном состоянии . На практике мы ленивы и используем термин « масса покоя» для составных систем и просто предполагаем, что все знают, что мы имеем в виду основное состояние .
Не существует определенного термина для массы составной системы в возбужденном состоянии — мы просто используем термин масса .
Новичкам в теории относительности кажется странным, что масса может изменяться, но это одна из особенностей теории относительности, к которой нужно просто привыкнуть. Уравнение массы-энергии Эйнштейна — это не просто математическая игрушка, и масса покоя релятивистских систем может зависеть и зависит от их энергии.
Джон Ренни
Джон Ренни
Джон Ренни