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光速不变性后来被实验和观测所证实。真空中的光速是绝对不变的,是信号传播的最高速度。因此,光速是一个极限,宇宙中一切物质的运动速度,只能无限接近光速,而不可能超过光速,甚至不可能达到光速。这样看来,相对论似乎不是给宇宙航行带来曙光,而是设置了一堵永远不可逾越的墙。因为用光子火箭做宇宙航行的动力,宇宙航行也只能是像蜉蝣过海那么不可能。
但实际上,爱因斯坦的相对论确确实实为宇宙航行带来了曙光。而且,带来曙光的,正是那条光速不变原理。
绝对光速告诉我们,接近光速运动的物体,在一个静止的观测者看来,在运动的方向上会变扁,即长度会收缩;运动的时钟要比静止的时钟走得慢,即时间会膨胀。这叫速度效应。运动的速度越接近光速,这种效应越显著;当无限接近光速时,长度几乎收缩为零,而时钟则几乎停摆。
速度效应已经为实验所证实。如在离地10千米高度产生的一种基本粒子缪介子,它的寿命只能走过600米的距离,由于高速运动,它的实际寿命要长9倍多。至于长度收缩,由于目前人类创造的运动速度离光速太远,加上测量设备和技术的粗糙,还难以实际测量出来。因为飞机飞行产生的速度效应,长度只收缩1个原子直径那么长,以11.2千米/秒飞行的火箭,长度也只收缩1%毫米。
速度效应还包括,运动物体的质量会变大,当速度趋近光速时,质量变成无限大。要让它达到光速,就要用无限大的力量。这是不可能的。所以,任何物体的运动速度不可能达到光速。只有静止质量为0的粒子,才能以光速运动。光子没有质量,所以它以光速运动。