光和影子有重量嗎

光和影子我們都看得見，但我們都抓不住，那麼，光和影子會有重量嗎？是不是因為它們都沒有重量，所以我們才抓不住光和影子呢？

光子十分特殊，因為它們以光速運動，而且只能以這個速度運動。對於其他物體，光速是不可能達到的。光子之所以能夠達到光速，是因為它們的靜止質量（m0）為零。而其他物體達不到光速，則是因為它們有靜止質量。根據狹義相對論，無靜止質量的東西只能以光速運動。

不過，這並不意味着光子沒有質量。光子在運動，它們有能量。根據愛因斯坦的質能方程（E=mc^2），可以得到光子的運動質量，又稱相對論性質量：

m=E/c^2

另外，結合普朗克能量公式（E=hν），光子的運動質量可以表示為：

m=hν/c^2

其中h和c都是常數，光子的運動質量只取決於頻率ν，頻率越高，光子的運動質量越大。

由於光子存在運動質量，就必然要求它們的靜止質量為零，這是因為兩者存在如下的關係：

對於光子，上式中的分母為0，所以分子也必須為0，這樣0/0不定型極限才有意義。否則，任何光子的運動質量將會變得無窮大，這與上述結果相矛盾。但對於其他擁有靜止質量的物體，它們的運動質量會隨着速度趨於光速而變得無窮大，所以它們永遠也無法達到光速，因為持續加速需要無限多的能量。

另一方面，影子是由物體擋住光而產生的黑暗區域，這本身並不是什麼物理實體，只是一種光學現象，所以談論影子的重量是沒有什麼意義的。只有在有光的地方才會出現影子，如果沒有光，一切都是黑暗的，也不會有影子的概念。

不過，影子在某些時候會減輕物體的表觀重量。光子照射到物體上會產生光壓，如果有影子，光壓就會變小，表觀重量也會減輕。

持續照射到地球上的太陽光會對地球產生一個推力，只是這個推力很小，僅會讓地球獲得10^-16米/平方秒的加速度。如果以這個加速度從138億年前宇宙誕生時加速到現在，地球的速度也只會增加50米/秒。

雖然光壓十分微弱，但未來卻能作為星際飛船的動力來源。如果我們能夠製造出巨大而又輕盈的光帆，通過太陽光或者地球上的激光進行不斷照射加速，這種太空飛行器可以被加速到亞光速，成為能夠穿越星際的飛船。