乍一看,這個問題似乎沒有什么意義。但仔細一想,這個問題其實具有現(xiàn)實世界的含義。事實上,天體物理學家也在思考類似的問題。
首先,光照射在物體上會投下影子,影子本身并沒有重量。然而,當一個物體的影子投射到另一個物體上時,該物體的表觀重量會變輕一些,因為它受到的光壓減小了。雖然影子沒有重量,但它們可以減少其他物體的表觀重量。
根據(jù)光子能量公式可知,光有能量,其大小取決于頻率或者波長。當光子打在物體上時,它們會對物體產(chǎn)生一個輕微的推力。事實上,來自太陽的光子撞擊地球表面,它們會推動地球遠離太陽,盡管這個幅度非常小。
據(jù)估計,太陽光對地球表面施加的推力約為7×10-11公斤/平方厘米。因此,白天一個放在陽光下的物體所具有的表觀重量要大于夜晚。
那么,這種現(xiàn)象對現(xiàn)實世界意味著什么呢?
一旦我們離開地球大氣層進入太空中,光推動效應(yīng)就會更加明顯,因為太空中的電磁輻射非常強烈。例如,NASA在規(guī)劃從地球到火星的探測器飛行軌道時,需要考慮到光壓,因為光壓會讓探測器的飛行路徑發(fā)生偏移。
另外,天體物理學家還提出了太陽帆的設(shè)想。太陽帆的飛行動力不是來自于燃料,而是來自于太陽光。太陽帆上安裝一塊巨大的薄膜光帆來反射太陽光,通過太陽光的輻射壓來推動前進。雖然太陽光產(chǎn)生的推力很小,但經(jīng)過長時間的加速度,太陽帆也能達到很快的速度。除了太陽光之外,地球上的激光陣列也可以為光帆提供動力。
理論上,經(jīng)過一定時間的加速之后,質(zhì)量極小的光帆可以被加速到到光速的10%至20%。有了這么快的速度,光帆可以作為星際飛船,沖出太陽系,前往其他恒星系統(tǒng)。