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物體以接近光速運動時,會發生什麼奇妙的事?

中學物理課上大家都學過愛因斯坦的相對論,其中有對光速的描述是:沒有任何物體或信息運動的速度可以超過真空中的光速。

物理學家們一直信仰這個理論,光速就像是高速路的限速標誌,宇宙中所有的物質的運動速度都無法超越這個限制。那麼,如果物體能夠無限的接近光速運動的話,會發生什麼事?

一般來說真空中的光速是一個常量,通常用3×10^8 米/秒。我們也知道光具有波粒二象性,是一種非常特殊的粒子;它既有波的特性,也有粒子的特性;它沒有靜止質量,也沒有通常我們所說的重量。而光的質量也是幾乎體會不到的。你每天被太陽光照射,有沒有感覺到這些光壓得你喘不過氣來?但是太陽的質量確是在不斷減小的,相對而言,地球的質量又在不停地增大,這就是地表吸收了光的原因。

有點跑題了啊。可能大家對光速沒有什麼具體的概念。舉個例子,目前人類造出的速度最快的物體先驅者號探測器以60公里/秒的速度飛出太陽系,這個速度可以在2分鐘內飛越中國,但是光速是它的5000倍,也就是說光子可以在0.024秒內飛越中國。

當物體以接近光速運動時,旁觀者會看到這個物體的長度和質量都在巨變,甚至連時間也開始改變。當宇宙飛船以11×10^4千米/秒的速度運行時,旁觀者會看到飛船的長度縮短一半,速度越快縮短得越多;當速度接近光速,長度甚至趨近為0。而對於飛船里的宇航員來說,他們感覺不到任何變化,只是船艙外的景象被嚴重地壓縮了。

當飛船以90%光速運行時,飛船包括裡面的宇航員的質量會猛漲,但他們同樣感受不到。根據相對論,速度越大,質量越大;速度達到光速時,質量接近無窮大。

最後,根據相對論,速度越快,時間會變得越慢。旁觀者可以看到飛船上的鐘錶走得慢了,當飛船達到光速時,旁觀者會看到飛船上的時間完全停止,當然宇航員完全感受不到。這個是不是特別像電影《正義聯盟》里閃電俠發大招的時候的感覺?簡直太神奇了。


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