第三十二章 关于相对论（2 / 2）

如果你熟悉爱因斯坦的相对论，对于静止不动的物体，你知道E=mc2，你就会理解这个方程或施加的限制。这里我们先说个前提，物理学家们讨论的关系是指光在真空中的传播速度，比如在外太空，这个速度简称为c，约为每秒30万千米每秒。

爱因斯坦的狭义相对论与质能方程：为什么光速无法超越？

为什么不可能超越真空中的光速呢？这源于爱因斯坦的质能方程，这个方程表明质量和能量是等价的，这意味着物质的质量越大则其蕴含的能量就越大。最重要的是这意味着物质所含能量越大，它的质量也越大。因为运动也是一种能量，就是我们所说的动能。所以物质在运动时的质量要略大于相对静止时的质量。

爱因斯坦的狭义相对论与质能方程：为什么光速无法超越？

根据狭义相对论的质量公式，如果你以一百六十千米每小时的速度抛出的一个球，那它的质量会增加将近十万分之2微克。显然这个增加量很小，但通过方程我们可以看出，随着物体运动速度接近光速质量的增加将会变得巨大。如果一艘宇宙飞船以90%的光速飞行，那它此时的质量是相对静止时2倍，这意味着以前必须加倍输出，才能使飞船加速前进。

但飞船的速度越高，其能量也越高，质量也就会变得越大，从而需要更多的能量使飞船加速，同时飞船内的一切也变得越来越重。你想想一只只有14克左右的手表，当速度达到99.99%的光速时，我猜它会达到多重，大约是31吨。

好吧，这时候你的手会被拉断，或者说你已经变成了一个大饼，通过方程给看出，如果一艘宇宙飞船到达光速，那么它的质量是无穷大的，并且将需要无限多的能量来使他前进，显然这是不可能的。这就是为什么任何有静止质量的东西都不可能达到光速。更不用说，超越光速。

爱因斯坦的狭义相对论与质能方程：为什么光速无法超越？

那有办法来解决这个极限吗？毕竟我们对太空的向往会驱使我们去探索。一些科学家认为诸如速子没有质量的粒子可以超越光速，光速是这些弟子的最慢速度。然而这些纯粹是假象的例子可能根本就不存在。如果你有办法直接跳跃长距离空间，到达一颗遥远的行星，那就有可能超越光速，毕竟速度是距离除以时间的值。也许在是空的结构中就存在一种可以穿越的虫洞，这样就可以实现超光速旅行。

爱因斯坦的狭义相对论与质能方程：为什么光速无法超越？