虛質量

虛質量是為了解釋物質超光速現象、推導出萬有引力斥力可能性等而引入的物理學概念。

由狹義相對論公式$m={\frac {m_{0}}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}$（其中$m_{0}$為物體的靜質量、$v$為物體的速度，$c$為真空中的光速）可知，當$v>c$時，${\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}$是純虛數，若物體的靜質量為虛數$ni$，且它的運動速度超過光速時，它的質量即為實數${\frac {ni}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}})^{2}}}}$。

靜質量為純虛數的物體的性質

• 兩個靜質量為純虛數的物質的相對運動速度低於光速時，二者具有的「萬有引力」為斥力，值為$F={\frac {GMN}{r^{2}}}={\frac {Gmi\cdot ni}{(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}})r^{2}}}=-{\frac {Gmn}{(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}})r^{2}}}$
• 兩個靜質量為純虛數的物質的相對運動速度高於光速時，二者的質量為實質量，二者具有萬有引力，大小為：$F={\frac {GMN}{r^{2}}}={\frac {Gmi\cdot ni}{(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}})r^{2}}}=-{\frac {Gmn}{(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}})r^{2}}}={\frac {Gmn}{({\frac {v^{2}}{c^{2}}}-1)r^{2}}}$。
• 靜質量為虛質量的物體與靜質量為實質量的物體的相對運動速度低於光在真空中的傳播速度時，二者之間不存在萬有引力相互作用
• 靜質量為虛質量的物體與靜質量為實質量的物體的相對運動速度高於光在真空中的傳播速度時，二者之間存在「萬有引力」的相互作用，但表現為斥力。

另見

• 負質量

參考

• 倪光炯. 物理學中的負質量和虛質量問題[J]. 中國傳媒大學學報：自然科學版, 2004(S1):1-9.
• 陳虹宇. 超光速現象的虛質量解釋[J]. 科技資訊(1):8.