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對于任何攜帶能量和信息的物質(zhì),光速是它們的運動速度上限,這是由愛因斯坦的狹義相對論所限制的。狹義相對論禁止超光速,真空中的光速是宇宙最快的速度,其精確值為299792458 m/s。 當擁有靜止質(zhì)量的物體運動時,它的質(zhì)量也會隨之增加。雖然這聽起來有悖常識,但事實確實如此,因為日常生活中的速度都是遠低于光速,相對論效應非常不明顯,所以我們很難察覺。具體我們可以看一下物體的運動質(zhì)量公式: M為運動質(zhì)量,m為相對靜止質(zhì)量,v為運動速度,c為光速。 如果物體的速度為120 km/h,通過計算可知,物體的質(zhì)量增加了0.000000000000618%,這樣的質(zhì)量增加基本可以忽略不計,所以我們很難有所察覺。然而,如果速度足夠接近光速,物體的質(zhì)量將會顯著增加。例如,一部質(zhì)量為150克的手機在達到光速的99.9999999%時,它的質(zhì)量將高達3.4噸,此時的相對論效應非常顯著。 總之,物體的運動速度越快,其質(zhì)量就越大,繼續(xù)加速所需的能量也越大。如果速度無限趨近于光速,物體的質(zhì)量將趨近于無窮大,想要使物體繼續(xù)加速,就需要無窮大的能量。顯然,這是不可能的,所以物體的速度永遠不會達到光速,更不會超過光速。 另外,從上面的公式也可以看出,如果速度大于等于光速,這個公式將變得沒有意義。因此,光速是宇宙最快的速度,任何擁有靜止質(zhì)量的物質(zhì)都無法達到或者超過光速。 自誕生以來,狹義相對論已經(jīng)通過了諸多的實驗檢驗,人類至今也沒有發(fā)現(xiàn)任何超光速的物質(zhì),因為這正是狹義相對論所禁止的。 |
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