如果你的速度幾乎和光速一樣快，將發生什麼？

當我們還是孩子的時候，我們驚奇地發現在《

超人》系列電影中，超人比飛馳的子彈跑得更快。我們甚至可以想象他追趕著一枚從大炮中射出的炮彈場景，他伸出右臂，披肩在他身後盪漾，非常酷。如果他以炮彈一半的速度飛行，炮彈離開他的速度將減半。

如果他真的比炮彈跑得快，他就會追上炮彈。去吧，超人！抓住那顆正在飛行的炮彈。換句話說，超人的空中動作遵循牛頓對空間和時間的觀點：物體在空間中的位置和運動速度，相對於絕對的、不移動的參照系，都應該是可測量的。

20世紀初，科學家們都認可牛頓的世界觀。後來一位出生於德國的數學家和物理學家阿爾伯特·愛因斯坦出現了，改變了一切。1905年，愛因斯坦發表了狹義相對論，提出了一個驚人的想法：沒有首選的參照系。一切，甚至時間，都是相對的。他的理論有兩項重要原則。第一種觀點認為，同樣的物理定律同樣適用於所有不斷移動的參照系。第二種說法是光速，大約每秒186000英里（每秒300000公里），是恆定的，與觀察者的運動或光源無關。根據愛因斯坦的說法，如果超人以光速的一半追逐光束，光束將以完全相同的速度繼續遠離他。

這些概念看起來似乎很簡單，但它們具有一些扭曲思維的含義。其中最大的一個由愛因斯坦著名的方程表示，e=m c²，其中e是能量，m是質量，c是光速。根據這個方程，質量和能量是相同的物理實體，可以相互轉化。由於這種等效性，物體因運動而具有的能量將增加其質量。換句話說，物體移動得越快，其質量就越大。只有當物體移動得很快時，這一點才會變得明顯。例如，如果它以10%的光速運動，它的質量只會比正常的多0.5%。但是如果它以光速的90%移動，它的質量將會加倍。

當物體接近光速時，其質量急劇上升。如果一個物體試圖以每秒186000英里（每秒300000公里）的速度運動，它的質量就會變得無窮大，移動它所需要的能量也會無窮大。因此，沒有任何一個正常物體能比光速更快或更快地運動。

這就回答了我們的問題，但是讓我們在以下內容中有點樂趣，稍微修改一下這個問題。

我們討論了最初的問題，但是如果我們對上述問題進行調整，“如果你的速度幾乎和光速一樣快，將發生什麼？”在這種情況下，您將體驗到一些有趣的效果。一個著名的結果是物理學家們稱之為時間膨脹，它描述了物體運動非常快時，時間是如何運行得更慢的。如果你乘坐火箭以90%的光速飛行，你的時間會減少一半。如你以該速度前進，你的表顯示前進10分鐘，而地球上的觀察者的表則會超過20分鐘。

您還會遇到一些奇怪的視覺後果。 其中一個結果稱為像差，它指的是你的整個視野如何縮小到你的太空船前面的一個微小的隧道形“窗口”。 發生這種情況是因為光子（那些非常微小的光束）， 甚至是你身後的光子，似乎都是從正前方進來的。

此外，您會注意到一種極端的多普勒效應，它會使來自您前方的恆星的光波聚集在一起，使物體呈現藍色。 來自你身後的恆星的光波會分開並呈現紅色。 你走得越快，這種現象變得越極端，直到宇宙飛船前方的恆星和後方恆星的所有可見光完全偏離已知的可見光譜（人類可以看到的顏色）。當這些恆星離開你可感知的波長時，它們看起來只是逐漸變黑或消失在背景中。

當然，如果你想比一個加速的光子走得更快，你需要的將比我們幾十年來一直使用的火箭技術還要更先進、更超前。也許穿藍色緊身衣和紅色斗篷超人並不是什麼牽強的想法，是可以實現的。