Theorie:
Wir wissen, dass auch Licht Energie trägt - aus dem Alltag kennen wir das am besten von Sonnenlicht, das z.B. Pflanzen als Energiequelle dient, oft aber sogar gefährlich werden kann. Was liefert uns unser Ausdruck für die relativistische Gesamtenergie hier?
Setzen wir ein. Die Energie \(E\) sei ein beliebiger, jedoch fixer, Wert. Natürlich bewegt sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit, es gilt also \(v = c\):
\(E = \frac{m_0 c^2}{\sqrt{1-\frac{c^2}{c^2}}} = \frac{m_0 c^2}{0}\).
Hier scheint etwas nicht zu stimmen: Eine Division durch null ist nicht sinnvoll. Dennoch steht auf der linken Seite der Gleichung ein wohldefinierter Energiewert. Die einzige Möglichkeit, wie diese Gleichung auch nur annähernd Sinn macht, ist, wenn der Zähler des Bruchs auf der rechten Seiten ebenfalls null ist, also
\(m_0 c^2 = 0\)
woraus wir sofort folgern können, dass
\(m_0 = 0\),
also:
Wichtig!
Licht hat keine Ruhemasse.
Nur so ist eine Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit mit dem Tragen einer (endlichen) Energiemenge vereinbar.