Есть мнение, что фотон не имеет массы вообще. Не только «массы покоя», а вообще никакой. Соответственно, не подвержен квант электромагнитного излучения и гравитационному взаимодействию. Наверно. Во всяком случае, я так это мнение понял, и не исключаю, что понял неправильно. Но мнение на скрине приведено целиком, так что понять его может попытаться любой желающий.
...И какой смысл в приведении мнения, если мною даже не понят характер претензий комментатора? Смысл же, между тем, есть. В комментарии, пусть вскользь, но затронут вопрос о тождестве массы и энергии. А это вопрос хороший. Правильный.
Масса же – сущность интересная. Одновременно она сразу много всего. Сразу и мера объективного бытия (все что существует вне и независимо от сознания, обязательно имеет массу), и мера гравитационного взаимодействия тел, и мера инертности… При том, что электрический заряд, например, – только мера способности к электромагнитному взаимодействию. Таким образом, особое положение массы, – её универсальная и многоплановая значимость, – выбиваются из ряда и требуют логического объяснения.
Прежде всего инертность. Ускоряясь, тело получает релятивистскую прибавку к массе. Соответственно, чтобы затормозить и остановить его, нужно проделать работу, равную проделанной при разгоне. При этом релятивистский «довесок» исчезнет… И тут уже видно, что энергия с массой как-то связаны. Даже не «как-то», а прямо. Ведь при разгоне мы, вроде бы, тратим джоули, получая джоули же кинетической энергии. Но, одновременно, и релятивистские килограммы. Следовательно, энергия и масса – одно и то же?
Именно так.
Роль массы, как меры гравитационного взаимодействия, проявляется в её способности влиять на метрику пространства… А энергия? На первый взгляд, джоули сами по себе не гравитируют, но – в предыдущем пункте уже отмечено, что они, если над телом совершать работу, неизбежно превращаются в массу.
Можно ли вообще разделить массу и энергию? Энергия может быть потенциальной, – в неком поле (не обязательно, кстати, гравитационном), – а может быть кинетической. И в обоих случаях она равна массе на что-то помноженной. То есть, без массы энергии быть не может.
Наоборот? Масса без энергии? В ньютоновской механике можно представить тело, ни потенциальной, ни кинетической энергией не обладающее. Но, – оперируя соображениями наглядными, – убедиться, что энергии в нём полно, можно столкнув данное тело с другим, – таким же, но из антиматерии. При аннигиляции выделится энергия Е=mc^2.
То есть, тело обладает неким не снижаемым остатком массы, – «массой покоя». Связанной с энергией через квадрат скорости света. Последняя же – константа. Даже в квадрате. Таким образом, энергия от массы отличается только размерностью. В ядерной же физике и такого нет. Для упрощения формального аппарата принимается, что с=1. После этого картина мироздания упрощается радикально. Сокращается количество фундаментальных сущностей. Массу, энергию и импульс просто нет способа различить.
...Подход может вызвать недоумение. Допустим, частица движется, – причём со скоростью много меньшей единицы (скорости света). Должна же она иметь кинетическую энергию и импульс? Должна. Но теперь они просто учитываются в составе массы. Если частица движется, её масса выросла.
Насколько выросла? Ну, частице же надо импульс передать. В типичном, легче всего наблюдаемом и воспроизводимом в лабораторных условиях случае, – разгон заряженной частицы в ускорителе, – это делается с помощью фотона. Фотон при передаче импульса поглощается. Но его энергия не исчезает, – ибо энергия вообще не исчезает, а переходит в другие формы. В данном случае, она переходит в массу частицы, в качестве релятивистского бонуса.
Таким образом, не возникает и вопроса, способен ли фотон к гравитационному взаимодействию. Энергией-то он обладает, раз переносит её? Но энергия это масса, а масса – мера гравитационного взаимодействия.
Возникнуть может другой вопрос. Почему у фотона нет «неснижаемого остатка энергии» – массы покоя? Однако, тут всё просто. У фотона, прежде всего, нет состояния покоя. Отсутствие массы покоя лишь очевидное следствие. То же, что фотон не способен покоиться, вытекает из его природы. Это же, квант – переносчик взаимодействия. Он вообще возникает, – извлекается из виртуального пространства, – только в случае, если импульс (всегда чужой, заимствованный у другой частицы) куда-то нужно доставить с максимально возможной скоростью.
...Что же касается роли массы, как «меры бытия», это лишь звучит пафосно, но физика не любит пафоса. Суть здесь именно в том, что масса – второе имя энергии (и наоборот). Всё – и поля тоже – состоит из частиц. Представим теперь частицу, энергии не имеющую… Ну и пожалуйста. Нет проблемы такую частицу представить. Но совсем другое дело, что зарегистрировать такую частицу будет нельзя, – она не сможет взаимодействовать с другими частицами. Ей же им передать нечего. А раз «увидеть» безэнергичную частицу нет способа, зачем вообще допускать её существование?
Объективное бытие проявляется через физическое взаимодействие. Для этого нужна энергия, а значит и масса.
