科學家們終於解開了 愛因斯坦相對論之謎 堪稱世紀難題

即使你不太懂物理學，你也可能知道它的一個核心原理:靜止的物體靜止不動，但是物體卻在運動中運動。

事實上，在真空中沒有任何東西可以減慢事物的速度。這在現實生活中很常見，例如，當你坐在飛機上時，你感覺不到你每小時移動了500英里。你只會在顛簸中感覺到你的速度的變化。

但是，格拉斯哥大學的研究人員想出了一個悖論。他們發現，移動(但不是靜止的)原子發出的光能將會產生一種像摩擦力一樣的微小力量，並在今年早些時候發表了有關它的研究。當物體運動時存在一種力，但不是靜止的時候，它就違背了愛因斯坦(和伽利略的)相對論的核心原理，當物體以恆定速度運動，而在靜止時，物理學定律並沒有什麼特別之處。

那麼，他們是否偶然發現了最廣為接受的物理學理論中的一個小洞呢?

格拉斯哥大學的理論物理學家Stephen Barnett告訴Gizmodo，「我們要麼錯過了一些微妙的東西，要麼是整個物體都在用這些技術來分析光物質的相互作用。」

事實證明，他們的悖論來自於忽略了原子質量和能量的微小影響。他們說，他們只使用了經典的愛因斯坦之前的物理定律，他們同時消除了摩擦力，並提出了一種新的方法來推導愛因斯坦定律。

巴尼特早期論文中出現的悖論來自於兩個關鍵點的結合。

首先，被過去的能量震動所激發的原子(移動或不動)可以自發地釋放被稱為光子的光能量包。第二，光子同時作為粒子和波，任何像波一樣的行為都有多普勒效應。

當火車鳴響汽笛時，你經歷了一種多普勒效應，當火車向你移動時，火車汽笛音調會發生變化。隨著光線的變化，同樣的效果會改變它的波長或顏色，使它看起來更藍更紅，從而改變它的動量。

結合這些事實，研究人員意識到，如果一個移動的原子發射出一個向前移動的光子，觀察者將會看到原子失去更多的動量，而不是它向一個向後移動的光子發射，這要歸功於多普勒效應。

在靜止原子上的動量變化，在沒有多普勒效應的情況下平均值為零，因為它反衝來彌補失去的光子。當原子運動時，這些變化並不等於零。這就產生了剩餘的力。研究人員寫道。「簡而言之，我們有一個與自發發射事件相關的摩擦力，然而，在另一種框架中存在一種力的存在，似乎與伽利略和愛因斯坦的相對論都不一致。」

他們認為他們發現了一種只有當原子運動時才存在的力。光子和原子都包含動量，它在數學上等於質量乘以速度。在高中物理中，是保持質量常數，在計算動量變化時，只讓速度變化。但是，研究人員認為，如果他們重做了所有的物理現象，但是允許原子的質量也改變了呢?

事實證明，這就解決了這一矛盾。移動的原子通過發射能量損失了少量的質量，從而消除了對速度依賴的摩擦力的要求。本質上,他們遇到了愛因斯坦最著名的方程,E = mc ^ 2,表明能量和質量是成比例的使用基本的物理定律。

上周發表在《現代光學》雜誌上的一篇論文稱:「我們採用了一種完全非相對的分析來得出一個悖論，唯一的解決方法似乎暗示了狹義相對論的中心特徵的必要性。」基本上，在沒有使用愛因斯坦的狹義相對論的情況下，研究人員解決了他們的悖論，並同時發現了相對論的核心思想，即能量和質量是等價的，無論如何都能脫離出來。

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