灯有重量吗?

克里斯·史密斯向材料科学家杰斯·韦德提出了这个关于光的问题。

杰茜-是啊，太棒了。我认为首先我们需要从两个方面来思考光。我们需要把它想象成一种我们都很喜欢的波，它反射，反弹，分散，给我们带来了很好的颜色，然后我们还需要把它想象成一个粒子。这是相当复杂的，它来自于20世纪初的一些伟大的工作，它表明，光以这些微小的能量包的形式出现，叫做光子，光子以波的形式运动，这很令人兴奋。

但是这些光子是我们在物理学中定义的，我希望弗兰同意我的观点。我们定义光子没有质量，对吧?

弗兰:是的。

所以光子没有任何质量，但它们的速度非常快，这并不奇怪……

克里斯-光速。

杰茜…光速。

克里斯-这就是为什么我们说它们没有质量因为它们不能以光速运动它们没有足够的能量，因为以光速运动需要无限的能量如果它们有重量的话?

杰西:没错。它帮助我们解决了很多光子没有质量的方程。

克里斯-所以这是蒙混过关，还是真的是这样?

我认为每个人都认为光子应该有质量的原因是，我们总是说E = mc ^ 2。光子有大量的能量(E)所以它们应该有少量的m来给它们这个东西。但是我们实际上没有考虑到的是E = mc²只在没有动量的情况下成立，所以当动量为零时，= mc²是一个不变的坐标系。所以，在光子的情况下，它所有的能量都来自于它的动量不管你是否认为它是模糊的，这都能让我们理解。我们可以说，我认为弗兰可能会补充的是光子的行为就像它们有质量一样。光子是这样的，我说的对吗?

克里斯:他们可以推动事情的发展，不是吗?因为存在YORP (Yarkovsky-O 'Keefe-Radzievskii-Paddack效应)，光线照射到物体上……

杰西:经典。经典的效果。

克里斯:这是众所周知的。它在太阳系中推动小行星，并可能通过给它们一个推力来驱逐恐龙的小行星，因为落在物体上的光给了它们一个推力。

弗兰:是的。所以它们有动量，但没有质量，这在广义相对论中是可能的。我正准备回答这个问题，这是软糖吗?人们实际上做了实验，试图弄清楚光子的质量是否非常非常小。因为你永远不能排除它的质量可能是电子质量的十亿亿亿分之一。我认为现在的极限比那个要低，而且这个阶段的极限非常非常小。

这听起来像你的博士学位的开始:这是滑稽的，我们不认为它存在。去好好享受这四年吧。

弗兰，但实际上是在我博士刚开始的时候。