Jika ada jawaban sederhana tentang beratnya cahaya , kita semua akan mengetahuinya. Mungkin akan ada semacam sajak sekolah dasar untuk membantu kita mengingat angka yang tepat, seperti lagu kecil kita yang berguna tentang tahun 1492 dan samudra biru.
Alih-alih, kita dipaksa untuk menjawab setengah jawaban yang rumit seperti, "Um, agak beratnya, tapi tidak seperti beratnya yang biasa." Yang merupakan jingle yang mengerikan untuk dinyanyikan di taman bermain.
Mari kita coba untuk memecahkan kekacauan dan mulai dengan mengajukan pertanyaan yang berbeda sama sekali: Apakah foton memiliki massa ?
Foton adalah ukuran cahaya terkecil, dan tidak, mereka tidak memiliki massa. Jadi itu mudah, bukan? Cahaya terdiri dari foton, yang tidak memiliki massa, sehingga cahaya tidak memiliki massa dan tidak dapat menimbang apa pun.
Tidak begitu cepat. Karena foton memiliki energi -- dan, seperti yang diajarkan Einstein kepada kita, energi sama dengan massa benda, dikalikan dengan kuadrat kecepatan cahaya. Bagaimana foton dapat memiliki energi jika tidak memiliki massa? (Seseorang membayangkan Einstein berpikir tentang foton re: massa dan mengangkat bahu, berharap tidak ada yang memperhatikan perbedaan tersebut.)
Sebenarnya, apa yang Einstein buktikan adalah bahwa energi dan massa bisa menjadi hal yang sama -- semua energi memiliki beberapa bentuk massa. Cahaya mungkin tidak memiliki massa diam (atau invarian) -- berat yang menggambarkan berat suatu benda. Tetapi karena teori Einstein (dan fakta bahwa cahaya berperilaku seperti memiliki massa, karena tunduk pada gravitasi), kita dapat mengatakan bahwa massa dan energi ada bersama-sama. Dalam hal ini, kita akan menyebutnya massa relativistik -- massa ketika sebuah benda bergerak, berlawanan dengan keadaan diam [sumber: Gibbs ].
Jadi jawaban kami adalah tas ambil ya dan tidak. Apakah cahaya memiliki massa yang dapat ditimbang pada timbangan kamar mandi? Pastinya tidak. Tapi itu adalah sumber medan gravitasi, jadi kita bisa mengatakan bahwa kotak cahaya lebih berat daripada kotak tanpa cahaya -- selama Anda nyaman memahami bahwa "berat" yang Anda ukur adalah bentuk energi dan bukan, katakanlah, pound atau kilogram [sumber: Ask the Van ].
Banyak Informasi Lebih Lanjut
Catatan Penulis: Berapa beratnya yang ringan?
Memahami hubungan antara cahaya dan massa serta foton dan energi adalah hal yang menakutkan. Itu cukup untuk membuat satu harapan Einstein bisa dengan sabar menuntun kita melewatinya sendiri.
Artikel Terkait:
- Bagaimana Kriptologi Kuantum Bekerja
- Bagaimana Relativitas Khusus Bekerja
- Apa itu relativitas?
- 10 Hal Yang Tidak Anda Ketahui Tentang Einstein
- Bagaimana Otak Einstein Bekerja
Sumber
- Tanya Van. "Bagaimana cahaya memiliki momentum tanpa massa?" University of Illinois di Departemen Fisika Urban-Champaign. 2014. (25 Juni 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1424
- Tanya Van. "Berat Ringan." Universitas Illinois di Departemen Fisika Urbana-Champaign. 2014. (25 Juni 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1395
- Tanya Van. "Foton, massa, gravitasi, cahaya, massa diam, massa invarian, energi, momentum." University of Illinois di Departemen Fisika Urban-Champaign. 2014. (25 Juni 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16351
- Gibbs, Philip, Carr, Jim dan Koks, Don. dkk. "Apa itu massa relativistik?" FAQ Fisika dan Relativitas. 2012. (25 Juni 2014) http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
- Gibbs, Philip. "Apakah cahaya memiliki massa?" FAQ Fisika dan Relativitas. 1997. (25 Juni 2014) http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/light_mass.html
- Newton. "Sinar matahari dan berat." Laboratorium Nasional Argonne. Juni 2012. (25 Juni 2014) http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00644.htm
- UCSB ScienceLine. "Saya bertanya-tanya apakah cahaya...." Universitas California Santa Barbara. (25 Juni 2014) http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=2976
- Whitlock, Laura. "Tanyakan pada ahli astrofisika." NASA. (25 Juni 2014) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/961102.html
