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物体以接近光速运动时,会发生什么奇妙的事?

 谁是及时雨 2018-03-19

中学物理课上大家都学过爱因斯坦的相对论,其中有对光速的描述是:没有任何物体或信息运动的速度可以超过真空中的光速。

物理学家们一直信仰这个理论,光速就像是高速路的限速标志,宇宙中所有的物质的运动速度都无法超越这个限制。那么,如果物体能够无限的接近光速运动的话,会发生什么事?

一般来说真空中的光速是一个常量,通常用3×10^8 米/秒。我们也知道光具有波粒二象性,是一种非常特殊的粒子;它既有波的特性,也有粒子的特性;它没有静止质量,也没有通常我们所说的重量。而光的质量也是几乎体会不到的。你每天被太阳光照射,有没有感觉到这些光压得你喘不过气来?但是太阳的质量确是在不断减小的,相对而言,地球的质量又在不停地增大,这就是地表吸收了光的原因。

有点跑题了啊。可能大家对光速没有什么具体的概念。举个例子,目前人类造出的速度最快的物体先驱者号探测器以60公里/秒的速度飞出太阳系,这个速度可以在2分钟内飞越中国,但是光速是它的5000倍,也就是说光子可以在0.024秒内飞越中国。

当物体以接近光速运动时,旁观者会看到这个物体的长度和质量都在巨变,甚至连时间也开始改变。当宇宙飞船以11×10^4千米/秒的速度运行时,旁观者会看到飞船的长度缩短一半,速度越快缩短得越多;当速度接近光速,长度甚至趋近为0。而对于飞船里的宇航员来说,他们感觉不到任何变化,只是船舱外的景象被严重地压缩了。

当飞船以90%光速运行时,飞船包括里面的宇航员的质量会猛涨,但他们同样感受不到。根据相对论,速度越大,质量越大;速度达到光速时,质量接近无穷大。

最后,根据相对论,速度越快,时间会变得越慢。旁观者可以看到飞船上的钟表走得慢了,当飞船达到光速时,旁观者会看到飞船上的时间完全停止,当然宇航员完全感受不到。这个是不是特别像电影《正义联盟》里闪电侠发大招的时候的感觉?简直太神奇了。


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