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运动速度的相对性

坐过火车的人都知道,如果两列火车朝相反的方向行驶,它们在交错而过的时候,一列火车里的乘客看到另一列火车飞驰而过,觉得它的速度飞快。但是如果两列火车朝同一个方向行驶,一列火车上的乘客会觉得另一列火车非常慢,甚至是静止的。这就是物体运动速度的相对性,参照物不同,物体运动的速度也不同。

那么是不是一切物体运动的速度都是相对的?物理学家告诉我们,物体运动速度的相对性只适用于一般物体,对于光速就不是这样的。

光速是始终不变的,它与参照物无关,无论参照物是静止的还是运动的,光速都不变,总是每秒 30万公里,这就是光速不变原理,它是爱因斯坦相对论的主要支柱之一。

光速是目前我们所知的自然界速度的“绝对冠军”,是运动速度的极限。任何物体的运动速度都不能超过光速。因为当物体的速度接近光速时,物体的特性会发生意外的变化。其中之一就是物体的质量会随着增加,与光速越接近,质量增加的越大,最后等于光速时,物体的质量就为无穷大了。一个物体的质量无限大,这是不可想象的。

大量的实验事实证明,光速不可超越的结论是正确的。就是用目前世界上最强大的加速器,也无法把电子、质子加速到光速。

在我们的日常生活中是观察不到物体质量增加的现象的。这是因为,一般物体运动的速度太慢,质量增加的效应不明显,就拿发射卫星的运载火箭来说吧,如果它的质量是 100千克,当它发射后,速度达到每秒 11公里的时候,质量只能增加 0.35毫克。

可是在加速器里情况就不一样了。如果把带电粒子加速到每秒 25000公里,它的质量将增加到两倍以上,而且还会出现质量增加而出现的种种问题,这说明光速不能到达,更不能超越。