Одной из самых известных формул теории относительности является формула E=mc^2:
К сожалению, многие популяризаторы науки приводят совершенно неверную интерпретацию этой формулы. Часто приходится встречать утверждение, что любой объект, обладающий энергией, имеет массу. Поэтому, продолжают они, свет притягивается к массивным телам. Так пытаются объяснить искривление света вблизи Солнца и эффект гравитационного линзирования. Отмечу, что это ошибочная точка зрения.
Приведенная формула означает только одно: для покоящегося тела его полная энергия определяется массой этого тела.
Полная энергия физического объекта (физической системы, тела) в состоянии покоя равна его (её) массе, умноженной на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме.
В современной теоретической физике концепция эквивалентности массы и энергии используется именно в этом смысле.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Эквивалентность_массы_и_энергии
Никакие иные интерпретации данной формулы не являются правомочными. Дело в том, что в общей теории относительности масса тела однозначно связана с искривлением пространства. Чтобы сформировать искривление пространства (вещество) необходимо затратить энергию. Энергия, заключённая в искривленном пространстве (веществе), может быть преобразована в энергию гравитационных волн или энергию излучения. Поэтому энергия гравитационного поля однозначно связана с массой тела, формирующего это поле (см. публикацию «Часть 2.3. Что такое Материя?»).
Однако энергия – это очень широкое понятие. И во всех остальных случаях, не связанных с гравитационным полем, энергия не имеет никакого отношения к массе. Достаточно рассмотреть простой пример. Представим массивную пружину. Она обладает определённой массой и, следовательно, способна притягивать другие тела. Что изменится после того, как мы сожмём эту пружину, то есть передадим ей определённую потенциальную энергию? Изменится ли масса этой пружины, станет ли она сильнее притягивать другие тела? Конечно, нет. Таким образом, энергия как таковая не является аналогом массы.
В данном случае недопустимы математические вольности следующего типа – из приведённого уравнения выразим массу, как отношение энергии к квадрату скорости света. Так делать нельзя. Из-за приведенных выше физических соображений. Иначе, можно довести это до абсурда – если точно измерить энергию тела, точно определить массу тела, и разделить первое на второе, то можно вычислить скорость света. Советую это проделать критикам высказанной точки зрения.
Современная физика при описании фундаментальных взаимодействий использует понятие поля. Считается, что массивное тело создает гравитационное поле, электрический заряд создаёт электрическое поле и т.п. Поскольку гравитационное взаимодействие и электромагнитное взаимодействие – это различные фундаментальные взаимодействия, то считается, что гравитационное поле не взаимодействует с зарядами и электромагнитными полями. Электрическое поле, в свою очередь, не взаимодействует с массивными телами.
Но это утверждение очень часто встречает непонимание. Читателям, которые не согласны с высказанным утверждением, я предложу привести формулу, описывающую взаимодействие между телом массой m, не имеющим заряда, и телом с зарядом q, не имеющим массы.
В качестве основного возражения на это утверждение приводится наличие гравитационного линзирования и зарегистрированного искривления света вблизи Солнца. При этом говорят следующее: Поскольку свет является электромагнитным полем, и известно, что траектория движения света искривляется в гравитационном поле, то это означает, что электромагнитное поле взаимодействует с гравитационным полем. Что тут ответить? Нет, не означает! И ошибка кроется в самом первом допущении, что свет – это электромагнитное поле.
Свет – это не электромагнитное поле. Свет представляет собой поток фотонов. Фотоны согласно представлениям современной физики – это элементарные частицы, участвующие в электромагнитном и гравитационном взаимодействиях. Ведь никого не удивляет, что электроны – это не заряды. Электроны – это элементарные частицы, имеющие заряд и массу, участвующие в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях.
Почему же тогда происходит искривление света в гравитационном поле? Разве возможно гравитационное взаимодействие, если один из объектов не имеет массу? Следовательно, фотоны имеют массу? На этот вопрос современная физика не даёт ответ.
Вот что приводит по этому поводу Википедия:
Частица с нулевой массой вне зависимости от своей энергии всегда движется со скоростью света. Для безмассовых частиц введение понятия «релятивистской массы» в особой степени не имеет смысла, поскольку, например, при наличии силы в продольном направлении скорость частицы постоянна, а ускорение, следовательно, равно нулю, что требует бесконечной по величине эффективной массы тела. В то же время, наличие поперечной силы приводит к изменению направления скорости, и, следовательно, «поперечная масса» фотона имеет конечную величину.
Аналогично бессмысленно для фотона вводить эффективную гравитационную массу. В случае центрально-симметричного поля, рассмотренного выше, для фотона, падающего вертикально вниз, она будет равна E/c^2, а для фотона, летящего перпендикулярно направлению на гравитационный центр, — 2E/c^2.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Эквивалентность_массы_и_энергии
Но эта неопределенность с массой фотона никак не опровергает утверждение о том, что энергия в общем случае не эквивалентна массе, что гравитационные и электромагнитные поля не взаимодействуют.
Это означает только одно – современная физика не может объяснить природу фотона. Отмечу, что в любом случае, поскольку фотон участвует в гравитационном взаимодействии, то он характеризуется неким свойством, аналогичным массе. В общем случае, это означает, что фотон искривляет пространство, или является результатом искривления пространства.
Природа фотона будет обсуждаться в одной из следующих публикаций.
