رسیدن به تندی نور

براساس نسبیت، ماده و انرژی حالاتی از یکدیگرند و می توانند به یکدیگر تغییر فاز دهند. همچنین براساس نسبیت خاص آلبرت اینیشتین، هنگامی که سرعت جسمی افزایش میابد، زمان برای جسم مورد نظر کندتر می گذرد و طول‌ها تا هیچ منقبض شده و جرم تا بینهایت افزایش میابد که در تندی نور تمام اینها به حد نهایی خود میرسد(یعنی برای مثال جرم بینهایت میشود!).

در واقع در این حالت با افزایش تندی، انرژی جنبشی افزایش میابد و طبق اصل هم ارزی جرم-انرژی، این انرژی جنبشی در نهایت به جرم جسم تبدیل شده و موجب افزایش آن خواهد شد. بنابراین برای رسیدن جسمی به این تندی به بینهایت انرژی نیاز است تا بتوان تا حدلازم بر این موضوع غلبه کرد.

تمام این موضوعات تنها از لحاظ ریاضیات امکان پذیر است و در عالم فیزیکی غیرممکن است(یعنی نمیتوان برای مثال به جسمی بینهایت انرژی وارد کرد!). بنابراین رسیدن به تندی نور برای اجسام با جرم سکون غیر صفر ناممکن است.

نسبیت خاص انیشتین با نزدیک شدن تندی اجسام جرم دار به تندی نور، طول ها تا هیچ منقبض و جرم اجسام به بینهایت میل میکند. بنا به این اصل می توان به این نتیجه رسید که ماده قابلیت رسیدن به سرعت نور را ندارد و تنها ذرات بی جرم مانند فوتون های انرژی می توانند به این سرعت دست یابند.

طرح بالا تغییر طول یک سفینه فرضی با نزدیک شدن به سرعت نور را نشان می دهد:

۱»»» v=۰
۲»»» v=۸۷٪ سرعت نور
۳»»» v=۹۹٪ سرعت نور
۴»»» v=c

 

چرا ما نمی‌توانیم با سرعت نور و در زمان سفر کنیم؟
طبق قانون نسبیت انیشتین دو نوع جرم برای یک جسم وجود دارد، جرم در حال سکون و جرم در حال حرکت، از آنجاکه انرژی دارای جرم است هر قدر شما سریعتر حرکت کنید جرم شما بیشتر خواهد شد.
جرم درحال سکونِ نور صفر است به همین دلیل می‌تواند تا محدوده سرعت کیهانی حرکت کند. بنابر این هر جسمی که جرم درحال سکون آن غیر صفر باشد، نمی‌تواند با سرعت نور حرکت کند زیرا بینهایت انرژی نیاز است تا آن را به این سرعت کیهانی برساند.
به همین دلیل ما هرگز نمی توانیم با سرعت نور و در زمان سفر کنیم.