天文在线|光速能否被超越，星际旅行究竟能否行得通？
“宇宙不仅比我们想象中离奇 ， 它比我们所能想象的还要离奇 。 ”
——艾丁顿（1882-1944）
为了实现星际旅行 ， 我们的速度必须比现有的技术快得多 。 假设要去离我们最近的半人马座α星 ， 即使是以每秒186,000英尺（六亿七千万英里每小时）的光速 ， 也要花四年时间 。 更准确地讲 ， 时间将会比那更长 ， 因为达到光速需要产生2G的力 ， 这需要花六个月时间 ， 自然 ， 减速又需要六个月时间 。 所以想要去离我们最近的漩涡星系——仙女座大星系 ， 需要花两百多万年 。 所以我们必须比光速还要快 ， 但那是有可能的吗？
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（图解：仅220万光年外的近邻：仙女座大星系）
相对论明确地告诉我们 ， 比光速更快是不可能的 。 这不是由于任何技术上的限制 ， 而只是因为光速是时空构造的基本部分 。 让我们来看看原因 。
质量与能量
想象一下 ， 我向你挑战扔石头的比赛 ， 看谁扔得更远 。 这里有两块石头供你选择 ， 一块是大而重的 ， 另一块是小而轻的 。 很明显我们都会选择小的那块 ， 因为越轻的扔得越远 。 站在科学的角度来解释 ， 我们可以说 ， 较轻的石头质量更小 ， 当它被给予一定量的能量时速度更快 ， 因此更远 。
但是 ， 我不满意扔石头比赛的结果 ， 因为你比我更高大 ， 更强壮 ， 因此这场比赛不公平 。 实际上 ， 你用了更大的“引擎”来加速石头 。 为了克服我们“引擎”不同的问题 ， 我向你挑战赛车 。 谁用最快的时间绕赛道一圈 ， 谁就赢 。 我们都认为这是一场更公平的比赛 ， 因为如果车是一模一样的 ， 我们现在就势均力敌 。
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我们用的车有相同的引擎 ， 所以赢家应该是驾驶技术更好的那个人 。 （我希望）我们都有相同强大的汽车 ， 从而可以高速驾驶 。 但你不知道的是 ， 输了扔石头比赛之后我特别难过（我成为了一个可怜的失败者） ， 所以我这次作弊了 ， 我贿赂了其中一个机修工 ， 让他在你汽车的后备箱里偷偷放了1000英磅的铅 ， 我想以这种方式确保我的胜利（咯咯地笑） 。
比赛按时举行 。 惊喜 ， 太惊喜了！我胜利了！然而 ， 我的庆祝活动很短 ， 因为官方调查很快就揭露了我卑鄙的计划 。 你是怎么知道我作弊的呢？那是因为 ， 汽车本应该有相同的引擎 ， 本应该在每一方面都一模一样 。 你的车耗尽了汽油 ， 而我的却没有 。 此外 ， 当一直往前开时 ， 我的车却比你的快 。 为什么呢？这很简单 ， 因为你的车比我的车重得多 ， 用相同的引擎不仅不能开得很快 ， 而且还会用掉更多的汽油 。 在扔石头比赛中 ， 我们能用更科学的措辞来解释 。 所以可以说 ， 一个物体质量越大 ， 要达到并维持所给定的速度所需要的能量就越大 。
我们现在已经知道 ， 为了达到尽可能高的速度 ， 需要一个质量尽可能小的物体 ， 并且用尽可能最强大的引擎来给它加速 。
然而 ， 我们还需要考虑一些别的问题 ， 而且这涉及相对论 。
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狭义相对论
相对论告诉我们 ， 一个物体的速度增加了 ， 那么它的质量也增加了 。 这听起来很荒谬 ， 物体的质量怎么会增加呢？答案就在于相对论的核心 ， 也就是爱因斯坦最著名的方程： E = MC2 。 简单来说 ， 这告诉我们能量和质量是可以互换的 ， 并且我们已经目睹了它在原子弹爆炸中带来的影响 。 不过我们不需要为了理解所涉及的原理 ， 而去了解原子弹的工作原理 ， 它有点复杂 。 狭义相对论告诉我们高速运动的物体质量会增加 。 这种质量增加不会被任何携带物体的人所觉察到 ， 只会被那些可以看见物体运动的参照系中的观察者所发现 。 对他们来说 ， 运动物体的质量根据相对论力学方程增加 ， 因此如果物体能够达到光速 ， 它将会有无穷大的质量 。
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