这两个就是从狭义相对论中推导出来的,一个是质速关系,还有一个就是钟慢效应。根据狭义相对论的质速关系,如果一个静止质量为m的物体以速度v做匀速直线运动,那么,它的运动质量M则会随之增加,它们之间的关系式如下:

在上式中,c表示真空中的光速(大约30万千米/秒)。

只要知道物体的运动速度,很容易就能计算出对应的运动质量。如果v=0.5c,也就说速度为光速的50%,那么,物体的运动质量和静止质量的关系为:M=m/√[1-(0.5c/c)^2]=1.15m。这意味著如果一个100千克的物体,当它的运动速度达到15万千米/秒时,它的运动质量将为115千克。同样的道理,当速度为光速的60%、70%、80%、90%时,运动质量分别为静止质量的1.25、1.4、1.67、2.29倍。或者利用这个公式,在知道运动质量的情况下,也能计算出运动速度,例如,当运动质量是静止质量的两倍时,可以计算出运动速度为光速的86.6%。

另一方面,如果有人以速度v相对于某个参照系运动,那么,运动的人所测得的时间T和静止的人所测得的时间t存在如下的关系:

如果v=0.5c,则T=t√[1-(0.5c/c)^2]=0.866t,或者t=1.15T。同样的道理,当速度为光速的60%、70%、80%、90%时,静止的人所测的时间分别为运动的人所测的时间的1.25、1.4、1.67、2.29倍。举个例子,比邻星距离地球大约4光年,如果有人乘坐宇宙飞船以光速的90%从地球出发飞向比邻星,那么,地球上的观察者测得宇宙飞船飞到比邻星的时间为:4/0.9=4.4年。另一方面,宇宙飞船上的观察者所测得的飞行时间为:4.4/1.15=3.8年,比地球上的观察者所得的时间更短,这就是狭义相对论中的钟慢效应,或者说时间膨胀效应。


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