Mennyire nehéz a könnyű - Carl von Ossietzky Oldenburgi Egyetem
Milyen nehéz a könnyű?,
- kérdezte Eric Köplin Oldenburgból, Saskia Grunau válaszolt
Ennek megválaszolásához először meg kell magyarázni a tömeg és a tömeg közötti különbséget: Amikor itt lépek egy skálára a földön, akkor megmérik a súlyomat, vagyis milyen erővel vonzza a föld. De a mérleg a tömegemet mutatja (kg-ban). A különbség könnyen megmagyarázható: amikor a Holdon állok, sokkal könnyebbnek érzem magam, mint a földön, de a tömegem ugyanaz maradt, mert nem fogytam.
A kérdés: "Mekkora a fény tömege?" Erre több válasz is van.
Az első válasz: egyáltalán nincs! Legalább a fénynek nincs nyugalmi tömege. Ez egy mozdulatlan tárgy tömege. És a fotonok, azaz a "fényrészecskék" nyugalmi állapotban sem léteznek. Mindig mozognak, fénysebességgel. Ezért az is nagyon jó, hogy a fotonoknak nincs tömegük, mert Einstein a relativitáselmélettel azt tanította nekünk, hogy egyetlen véges nyugalmi tömegű tárgyat sem lehet fénysebességre gyorsítani. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a relativitáselméleti nyugalmi tömeg mellett ott van a mozgó tömeg is, amely még növekszik is, minél gyorsabban mozog valami, vagyis minél nagyobb a mozgási energiája valaminek.
Alapvetően a mozgó tömeg csak egy újabb mértékegysége az energiának. A második válasz: mivel a fotonok rendkívül gyorsak a fénysebességgel, van némi mozgó tömegük, ami azonban nagyon kicsi: körülbelül 300 millió foton (a fény színétől függően) együtt csak ugyanolyan tömegű, mint egyetlen Proton vagy neutron, az atommag elemi komponensei. A földre jutó fény össztömege naponta 168 tonna. A fény tömege azt is biztosítja, hogy a fotonokat befolyásolja a gravitáció.
A gravitáció szempontjából nem számít, hogy van-e előtte tömeg vagy energia. A fénysugarakat ezért a gravitáció "hajlíthatja": Ha a napfogyatkozás során megfigyel egy csillagot, amely nagyon közel látható a most sötét naphoz, akkor a normálistól kissé eltérő helyzetben fogja látni. Ez megválaszolja a kérdést: a fénynek nincs nyugalmi tömege, de mozgó tömege és így a megfelelő gravitáció hat a fényre a földön.
Saskia Grunau 2007 óta tanul fizikát az Oldenburgi Egyetemen. 2010 októberében a Jutta Kunz-Drolshagen professzor vezetésével végzett diplomamunkáját a terepelméleti munkacsoportban "A töltött részecskék mozgása a Reissner-Nordström-téridőben" témában.