Почему большая часть физики так или иначе связана со светом? [закрыто]

Свет существует в природе, поэтому физики не могли не заинтересоваться им в какой-то момент. Но свет в некотором смысле особенный. Все, что мы видим, мы видим светом. Наши глаза чувствительны к электромагнитным полям, из которых состоит этот свет. Кроме того, основной силой, удерживающей звезды вместе, является электромагнетизм, то есть взаимодействие материи и света, описываемое квантовой электродинамикой (КЭД). Без электромагнетизма гравитация была бы единственной дальнодействующей силой, которой нечего было бы противопоставить (за исключением, может быть, принципа запрета Паули, но это другое дело), ​​и материя раздавилась бы сама в себе в очень плотной области, образуя черные дыры.

Кроме того, Эйнштейн обнаружил, что скорость, с которой распространяется свет,$c$, является инвариантной величиной во Вселенной. Из этого можно построить всю специальную теорию относительности, от которой зависят все современные теории.

Как будто этого было недостаточно, Общая теория относительности, которая является теорией гравитации, также опирается на то, как искривляется пространство-время. Пространство-время - это слияние пространства во времени в одну сущность, которая кодирует отношения пространства и времени и то, как оно трансформируется от кадра к кадру (отсюда получаются уравнения замедления времени и сокращения длины). Пространство-время оказалось правильным описанием природы, и оно было открыто потому, что свет как безмассовая частица всегда должен двигаться со скоростью$c$.

Подводя итог, можно сказать, что свет особенный, потому что он был первой обнаруженной безмассовой частицей. Как описано выше, это привело к каскаду новых открытий за последние 110 лет. Мы ссылаемся на «скорость света», как будто свет особенный, но это не так. Вероятно, лучше было бы говорить о «скорости всех безмассовых частиц», но по историческим причинам мы этого не делаем. Таким образом, на самом деле, по моему мнению, настоящая причина, по которой физики любят свет, заключается в том, что за много лет до того, как были открыты слабые и сильные взаимодействия, электромагнетизм был главной игрой в городе вместе с термодинамикой, которая также включала свет .

Свет — редкое явление, так как он не имеет массы. Большинство частиц имеют массу и поэтому не могут действовать так же, как свет, то есть двигаться со скоростью света. На этой скорости, благодаря теории относительности, свет движется с одной и той же скоростью независимо от вашей точки зрения; независимо от того, насколько быстро вы можете двигаться, вы никогда не сможете догнать свет, и даже если вы будете прилагать больше усилий, свет всегда будет казаться удаляющимся от вас с одной и той же скоростью.

Вместо слова свет было бы лучше использовать слово электромагнетизм. Ньютон и Янг были очарованы разложением белого света на его цвета и полосами за краями. Со времен Максвелла было очевидно, что свет — это лишь малая часть электромагнитного спектра. Позже были открыты слабая и сильная ядерная энергетика. Но в нашей жизни были только две силы электромагнетизм и гравитация, которые мы ощущаем каждый день. О гравитации стоит только сказать, что мы ей подвержены и что мы размышляем об искривлении пространства в зависимости от масс.

Об электромагнетизме мы знаем очень много и пользуемся этим каждый день. Мы знаем, что электромагнитное излучение является результатом ускоренных частиц. Со времен Лоренца мы знаем, как связать воедино три явления: движение заряда, магнитное поле и механическую силу. результирующими устройствами являются электрический генератор, электропривод и магнитная катушка. Лазер и светодиод также являются электромагнитными явлениями. Для понимания химических соединений также полезно знать электромагнетизм.

Есть много физики, где вам не нужно ноу-хау ЭМ. но каждый раз, когда вы углубляетесь в какое-то явление, вы заканчиваете этим. Попробуйте.