第91章 地仙（第1頁(yè)）

如果您對(duì)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論有著深入了解，那么當(dāng)面對(duì)一個(gè)靜止不動(dòng)的物體時(shí)，想必您一定知曉那個(gè)著名的公式

E

=

mc2

吧！而只要您能夠透徹地理解這個(gè)方程式以及它所施加的種種限制條件，就能更深刻地領(lǐng)悟其中蘊(yùn)含的奧秘。在這里呢，咱們先設(shè)定一個(gè)重要的前提——那些物理學(xué)家們熱烈探討的相互關(guān)系實(shí)際上指的正是光在真空環(huán)境中的傳播速度哦。比如說(shuō)，在廣袤無(wú)垠、一片漆黑的外太空中，這種速度通常被簡(jiǎn)單地稱(chēng)作“c”，其數(shù)值大約是驚人的每秒

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萬(wàn)千米每秒呢！接下來(lái)，讓我們一同走進(jìn)愛(ài)因斯坦那令人驚嘆不已的狹義相對(duì)論和質(zhì)能方程的世界，去探尋為何光速始終無(wú)法被超越這一神秘現(xiàn)象背后隱藏著怎樣的科學(xué)原理。

為什么不可能超越真空中的光速呢？要回答這個(gè)問(wèn)題，就得從愛(ài)因斯坦那著名的質(zhì)能方程說(shuō)起了。這個(gè)方程猶如一把神奇的鑰匙，打開(kāi)了物理學(xué)世界里一扇神秘而重要的大門(mén)。

根據(jù)質(zhì)能方程

E=mc2

，其中

E

代表能量，m

表示物體的質(zhì)量，c

則是真空中的光速。這個(gè)簡(jiǎn)單卻意義深遠(yuǎn)的等式清晰地揭示出一個(gè)驚人的事實(shí)——質(zhì)量和能量竟然是等價(jià)的！也就是說(shuō)，任何有質(zhì)量的物體所擁有的能量都與其質(zhì)量成正比。

進(jìn)一步深入思考會(huì)發(fā)現(xiàn)，這一原理有著極其重大的影響。當(dāng)物質(zhì)的質(zhì)量增大時(shí)，其所蘊(yùn)含的能量也相應(yīng)增加；反之亦然，物質(zhì)所含有的能量越多，那么它的質(zhì)量也就越大。

更關(guān)鍵的在于，我們知道運(yùn)動(dòng)本身其實(shí)就是一種能量形式，也就是通常所說(shuō)的動(dòng)能。于是乎，當(dāng)物質(zhì)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由于具備了額外的動(dòng)能，此時(shí)它的質(zhì)量就要比相對(duì)靜止時(shí)略微大一些。

正是基于這樣的理論基礎(chǔ)，愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論以及與之緊密相關(guān)的質(zhì)能方程。它們共同解釋了為何在自然界中，光速成為了一道難以逾越的極限屏障。無(wú)論我們?nèi)绾闻θゼ铀僖粋€(gè)具有質(zhì)量的物體，隨著速度越來(lái)越接近光速，其所需的能量將會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，同時(shí)質(zhì)量也會(huì)急劇增大。最終，當(dāng)速度趨近于光速時(shí)，所需的能量將趨于無(wú)窮大，而質(zhì)量也會(huì)變得無(wú)限大，使得進(jìn)一步的加速變得完全不可能實(shí)現(xiàn)。因此，可以說(shuō)光速如同宇宙中的一條不可觸犯的鐵律，限制著物質(zhì)所能達(dá)到的最高速度。

根據(jù)狹義相對(duì)論中的質(zhì)量公式，如果您以高達(dá)

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千米每小時(shí)的驚人速度拋出一個(gè)球，那么令人驚訝的是，它的質(zhì)量將會(huì)略微增加，差不多要多出將近十萬(wàn)分之二微克！雖然從表面上來(lái)看，這樣微小的質(zhì)量增量似乎微不足道、難以察覺(jué)，但只要深入探究該方程，就能夠清晰地發(fā)現(xiàn)：隨著物體的運(yùn)動(dòng)速度逐漸逼近光速，其質(zhì)量的增長(zhǎng)幅度將呈幾何級(jí)數(shù)般急劇上升，最終變得極為龐大。

假設(shè)現(xiàn)在有一艘宇宙飛船正以令人瞠目結(jié)舌的

90%光速疾馳于浩瀚星空之中，那么在這種高速狀態(tài)下，它此刻所具有的質(zhì)量竟然已經(jīng)達(dá)到了相對(duì)靜止時(shí)的兩倍之多！這就意味著想要讓這艘飛船進(jìn)一步加速前行，以往所需的動(dòng)力輸出如今必須翻番才行。然而更令人感到不可思議的是，隨著飛船速度的不斷攀升，其所蘊(yùn)含的能量也隨之水漲船高；與此同時(shí)，質(zhì)量亦會(huì)如滾雪球一般越變?cè)酱蟆Ｈ绱艘粊?lái)，要想繼續(xù)推動(dòng)飛船加速，就需要源源不斷地投入更多的能量方可實(shí)現(xiàn)。而且不僅是飛船本身，就連船艙內(nèi)部的所有物品都會(huì)因?yàn)檫@一效應(yīng)而變得愈發(fā)沉重起來(lái)。

不妨想象一下，一只原本僅有區(qū)區(qū)

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克左右重量的小巧手表，一旦其運(yùn)動(dòng)速度飆升至令人咋舌的

99。99%光速之時(shí)，您猜猜看它究竟會(huì)增重到何等程度？答案或許會(huì)令您大吃一驚——據(jù)估計(jì)，這塊手表屆時(shí)的重量恐怕將會(huì)高達(dá)約