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虚质量

虚质量是一个在物理学中引入的概念,用于探讨物质在超光速状态下的性质,以及推导万有引力斥力的可能性。根据爱因斯坦的质速关系式m=m0/√[1-(v^2/c^2)],当粒子速度超过光速时,质量变成虚数。如果物体的静质量本身是虚数,且其速度超过光速,其质量将表现为实数。

定义

物质世界可能存在一种更广泛的对称性:复对称性,即实虚对称性,就是既存在实量(如实质量、实能量等)物质,又存在虚量(如虚质量、虚能量等)物质。

这样,从物质的根本属性质量出发,我们定义:用实数表示质量的物体叫做实质量体,简称实体;用虚数表示质量的物体叫做虚质量体,简称虚体;用复数表示质量的物体叫做复质量体,简称复体。正如虚数、实数都包含在复数集中一样,虚体、实体都是复体中的一部分。所以顾名思义,虚质量就是复质量中的虚部,即用虚数表示的质量。

价值

即使是同一个普通物体,它的质量也可能是含有虚部的复数。但是在三维空间的经典常态下,我们对物体质量的测量得到的都只能是复质量中的实部,虚质量是无法直接测量到的,那么引入虚质量有什么意义呢。

在数学上,以往认为引入虚数概念仅是纯粹数学研究和简化运算的需要,1925年量子力学出现前的物理学中使用的复数仅是简化运算的辅助工具,在这以前的物理学在概念上仅使用实数。但物理学的发展进入量子领域后,我们知道了自然界确实存在只能用虚数来表示的基本性物理概念,量子力学中使用复数就成为正确理解物理现象的必要。引入虚质量、虚能量、虚时间等虚数物理量的概念在相对论和量子力学的范畴揭示出了更深层次的物理规律,也打开了物理学更加广阔的发展空间。

性质

静质量为纯虚数的物体在特定条件下表现出与实质量物体不同的引力特性。当两个静质量为纯虚数的物体相对运动速度低于光速时,它们之间的万有引力表现为斥力。而当这些物体的相对运动速度超过光速时,它们的质量表现为实质量,并且它们之间存在万有引力。此外,静质量为虚质量的物体与静质量为实质量的物体在相对运动速度低于光速时,二者之间不存在万有引力相互作用。但当它们的相对运动速度超过光速时,存在万有引力的相互作用,表现为斥力。这些性质的探讨为理解物质在超光速状态下的行为提供了理论基础。

参考资料