最近一位网友提出一个问题,那就是根据狭义相对论,质量这个物理量会随着参考系的变化而变化,也就是质量并非一成不变,当物体接近光速时,质量会变得无穷大,那么岂不是这个运动物体就变成了一个黑洞,那么万物都被吸_ i A O ^ e入黑洞,不就都毁灭了吗U / -?今天我就来谈谈这个问题。
首先狭义相对论为什么叫“相对”?不知道大家还记得不?其实就是因为狭义相对论认为速度、时间、质量和长度这四个物理量y 8 . } T # I t 1,都是要选参考系才有意义% E v d F X % 8,并且换了一个参考系看同样的物体,这四个物理量的数值会发生变化,并且变化后的数值也是真实的,也就是大家从不同参考系看到的这四个物理量虽然数值不同,但是大家都是真实的,并非谁的L 4 M / ] _数值是标准,谁又不是标准。这个都是以前专门强调的,相信你应该能理P W s解。
所以这w } E i J U 8 f 里我们就要抓! r S e & Y Q J B住一个关键,那就是“运动物体质量变大”这个结论是相对于谁成立的。假设刚开始有一个物体静止于地面,你也静止于地面,你测量这个物体的质量是1kg,那么当这个物体以1000m/s的速度做匀速直线运动时,你再去测量这个物体的质量,会发现比1kg要大一点点。为什么呢,因为当物体运动时,相当于是物体本身没有运动,是你在运动,那么就等于你换了一个运动的参考系,所以你看到的同一个物体的质量会比原来大一些。
有些人可能会说,换了一个参考系v & v W O C 9看同一= e T #个物体质F r j % K * w *量就变大,你这根本就是一个错l c M 4 _ b y Z误论断,可惜我要告诉你的是,这个是由狭义相对论推导出来的结论,并且这个质量到底变大多少,都是可以量化计算出来~ a X了,而且这个质量变m L s I 5 !大效应m ; . ) * J,也是推导出E=m*c平方公式的关键。这个质速公式如下图所展示。
可以看出来,v这个速度越接近光速,分母就越接近无穷小,那么整个式子的右边就是无穷大,所以算出来的m就是无穷大,所以得出结论:当一个运动的物体速度接近光速时,你会发现它的质量会变得无穷大。所以这个网友针对这个问题就提到,如果质量无穷大了,岂不是就变成黑洞了,那么万物都毁灭了?
其实之所以会这样想,还是忘记了狭义相对论造成的效应本身也是相对的,之所以会觉得质量变得无限大,其实只是你觉得而已,别人以自, ) 4 T E己为参考: 9 S h ;系可不觉得这个物体质量是无限大。也就是说这个质量变大效应本身也是相对的,会因为参考系的变化而变化。比如最- r e I L开始小明和小红静止于地面,有一个物体是1= = J _ i x O Ukg~ X @ ^ 3 M,此时小明假设突然加速到接近光速b F ? @ ^ t p0.999999c速度,这里暂时不考虑加速过程小明能否承受这种加速度,也不考虑现有技术是否能达到这种加速效果,那么一旦小明进入匀速直线运动阶段,小明眼中的这个物体质量就是接近无穷大,但是小红眼中的这个物体依然是1kg不变。所以小明看到这个物体质量无限大了,1 O u d那么不会造成这个物体突然往地下面坍缩,因为这个物体质量增大了,地球上一切静止的物体在小明眼中也会同, Y K Q v比例增大,所以小明依然看到这个物体是静止于地面的。
所以大+ y x 0 f h K +家明白了吧X E m 7,质量变大了,虽然有黑洞的能力,但是这种效应只是运动观察者觉得,别人可未必觉得,而且在运动参考系中,不仅仅这个物体变大,k g + 6 8 ] D其余万事万物质量都同步变大。你说这个物体变成黑洞,但是大家都同步变为黑洞,这种同比例增大效应,是造成万事万物没有被毁灭的基础,也是造成这个系统能稳定的前提条件。更何况,这种质量增大效应是一种相对的效应,不是一种绝对的效应,相对效应造成2 # F # r + W Q `的质量增大问题,能否形成真正的黑洞,其实也是有很大质疑的。我是小彭来给您解惑,G F 8 [ b =如果喜欢文章可关注,如果对文章有异议可留言评论。