宇宙中的光速是每秒30万公里,那么光速是不变的吗?答案是肯定的。
爱因斯坦的狭义相对论中,最重要的一个理论就是,光速不变理论,即真空中光速在任何参考系下是恒定不变的,而且任何物体的速度都不会大于光速。
接近光速会怎样?根据著名物理学家爱因斯坦的质数公式(如下图):
m₀表示物体的静止质量,m为物体运动以后获得的运动质量,v代表物体的运动速度,c表示光速,v越大,那么分母越小(当v=0的时候,静止质量就是运动质量),在静止质量不变的情况下,物体的运动质量越大。
所以当v接近c时,运动质量变得无穷大,而当一个物体的相对质量无穷大的时候,反过来,根据牛顿F=ma的力学方程来推测,需要无穷大的力,才能给物体提供加速度,使之运动。
这个无穷大的力,在现实生活中暂时无法找到,让物体无限地接近光速,只能存在理论上接近,实际上无法无限接近,更不能超过光速。
从理论上来讲,当物体以接近光速运动时,物体的长度会被压缩,时间会减慢,质量会无限增加。
举个例子,假设当宇宙飞船接近光速飞行时,飞船外的人会看到飞船的长度变短,甚至趋近为0,同时飞船包括宇航员的质量都倍增,而时间会变得非常慢。
实际生活中,从狭义相对论的角度分析,在地球上的人去看太空中宇航员的时间就放慢了。