当我们是孩子时,我们惊讶的是,超人可以旅行“比超速子弹更快”。我们甚至可以想象他,追逐一个从武器中射击的射弹,他的右臂伸出,他的海角在他身后涟漪。如果他旅行了一半子弹速度,子弹远离他的速度会减半。如果他确实比子弹更快地行驶,他会超越它并领先地位。去,超人!
换句话说,超人的空中滑稽动作遵守了牛顿对空间和时间的看法:空间中对象的位置和动作应该是相对于绝对的非扫描框架的可衡量[来源:rynasiewicz.]。
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在20世纪初,科学家们坚持了世界的牛顿观。然后是德国出生的数学家和物理学家的名义艾尔伯特爱因斯坦来了并改变了一切。1905年,爱因斯坦发表了他的特殊相对论理论,这提出了一个令人惊讶的想法:没有优选的参考框架。一切,即使是时间,是相对的。
两项重要原则巩固了他的理论。第一次表示,相同的物理定律同样适用于所有不断移动的参考框架。第二个表示,光速 - 每秒约186,000英里(每秒300,000公里) - 是恒定的,与观察者的运动或光源无关。根据爱因斯坦的说法,如果超人要在光速下追逐光束,则梁将继续以完全相同的速度远离他[来源:斯坦因那Amnh.org.]。
这些概念似乎是令人忍善的简单,但他们有一些思想弯曲的含义。其中一个最大的是由爱因斯坦着名的等式代表,e =mc²,其中e是能量,m是大量的并且C是光速。
根据该等式,质量和能量是相同的物理实体,并且可以彼此改变。由于这种等价,物体由于其运动而导致的能量将增加其质量。换句话说,物体移动的速度越快,质量越大。当物体快速移动时,这仅在很快。例如,如果它以10%移动光速,例如,其质量仅为正常的0.5%。但如果它以90%的光速移动,它的质量将增加[来源:LBL.GOV.]。
当物体接近光速时,其质量急剧上升。如果物体试图每秒旅行186,000英里,其质量变为无限,因此移动它所需的能量也是如此。因此,没有正常物体可以快速地行进或比光速快。
这回答了我们的问题,但让我们有点乐趣并稍微修改问题。
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