질량을 가진 모든 물체는, 빛의 속도에 도달할수없는데요.

Question

질량을 가진 모든 물체는, 빛의 속도에 도달할 수 없습니다.

그런데 빛은 빛에너지라는 에너지가 있습니다.

그리고 고1때, 질량과 에너지는 서로 바뀔 수 있다는 걸 배웠습니다

그러니까 질량이 에너지로, 에너지가 질량으로 바뀔 수 있다는 이야기하는데요.

그럼 빛은 에너지가 있는데, 그럼 빛도 질량이 있는 것 아닌가요?

그럼 빛은 빛의 속도에 도달할 수 없는 것이 아닌가요??

뻐문과라 과학은 잘 모르지만 갑자기 궁금해져서 질문합니다

Answer 1

빛은 에너지를 가지고 있지만, 일반적인 물질과는 다른 방식으로 작동하기 때문에 조금 특별한 상황입니다.

물체의 질량과 에너지 간의 관계는 질량-에너지 등식(E=mc^2)으로 표현되며, 이 식에서 c는 빛의 속도를 나타냅니다. 이 식은 알버트 아인슈타인이 제안한 상대성 이론의 일부로, 에너지와 질량이 상호 변환될 수 있다는 것을 보여줍니다. 하지만 이 식은 일반적으로 질량이 매우 크거나 속도가 빠른 물체에서만 큰 영향을 미칩니다.

빛은 질량을 가지고 있지만, 그 질량은 매우 작습니다. 빛의 질량은 에너지와 질량 간의 관계식을 통해 계산될 수 있습니다. 빛은 전자와 같은 입자보다 훨씬 가벼우며, 그 질량은 거의 없다고 볼 수 있습니다. 따라서 일반적인 물질과 같은 질량을 가진 물체와는 비교할 수 없을 정도로 작습니다.

빛의 속도인 c는 자연상수로, 어떤 에너지의 어떤 형태든 이 속도를 넘을 수 없습니다. 따라서 빛이 빛의 속도에 도달할 수 없는 것은 맞습니다. 하지만 빛의 질량은 너무 작아서, 빛의 속도에 도달할 때의 에너지와 질량 간의 변화는 무시할 수 있는 수준입니다. 그래서 빛은 빛의 속도에 도달하는데 제한받지 않습니다.

요약하자면, 빛은 질량을 가지고 있지만 그 질량은 매우 작아서 빛의 속도에 도달하는데 제한받지 않습니다. 하지만 일반적인 물체와 같은 방식으로 질량-에너지 변환의 영향을 받지는 않습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

빛은 질량이 없는 입자인 광자로 이루어져 있습니다. 광자는 에너지와 운동량을 가지고 있지만, 질량은 없습니다. 이러한 특징 때문에 빛은 속도가 빠르게 움직이며, 우주에서 가장 빠르게 움직이는 것 중 하나입니다.

또한 질량과 에너지는 서로 바뀔 수 있다는 것은 맞지만, 이는 질량-에너지 등식에서 말하는 것이며, 이는 질량이 매우 큰 물체에서만 적용됩니다. 빛은 질량이 없는 입자이기 때문에, 질량-에너지 등식은 빛에 대해서는 적용되지 않습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

질량과 에너지가 서로 전환될 수 있는건 맞습니다. 하지만 이러한 것은 산란과정, 전이과정에서 발생하는 말입니다. 예를들어서 전자(-)와 양전자(+) (양전자는 전자의 반입자)가 만나 2개의 광자(빛)이 되는 과정에서 질량이 있는 두 물질(전자와 양전자)이 사라지면서 빛이 되는 경우가 존재합니다. 이러한 경우에는 질량이 있는 물질이 질량이 없는 물질이 되면서 에너지로 전환될 수 있습니다. 물질간에 상호작용 전후에 질량을 비교하여 E=mc^2을 통해 에너지가 전환되는 정도를 계산할 수 있는 것이죠. 빛 자체의 에너지가 갑자기 질량으로 변하여 빛이 질량이 가지는 것은 아닙니다. 다른 물질과 충돌하거나하여 다른 입자로 전환되었을 때 변화된 질량을 통해 에너지를 계산하는 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 조사를 해본 결과 1. 빛은 질량이 없습니다. 빛은 빛의 속도로 움직이는 전자기파입니다. 전자기파는 전기장과 자기장이 진동하면서 생성되는 파동입니다. 전기장과 자기장은 모두 에너지를 가지고 있지만, 질량은 없습니다. 따라서 빛도 질량이 없습니다.

2. 빛은 빛의 속도로 움직입니다. 빛의 속도는 약 30만km/s입니다. 이는 초당 30만km를 이동한다는 뜻입니다. 빛의 속도는 우주에서 가장 빠른 속도입니다. 아무리 빠른 물체도 빛의 속도에 도달할 수 없습니다.

빛의 속도는 매우 빠르지만, 무한하지는 않습니다. 빛의 속도는 진공에서 가장 빠르며, 매질을 통과할 때는 속도가 느려집니다. 예를 들어, 빛은 공기 중에서 약 30만km/s로 움직이지만, 물에서는 약 22만km/s로 움직입니다. 도움이 되셨다면 좋아요 & 추천 부탁드려요 ~좋은 하루 되세요 ^^