宇宙是什么

3. 质量可以转换为能量

  “如果自己与光并肩而行，那么光看起来会是什么样子？”

  爱因斯坦在16岁时产生的这个疑问，便是相对论的起点。当我们与汽车或电车以相同速度前进时，它们看上去是静止的。不过，爱因斯坦认为“光应该无法看上去是静止的”。沿着这个方向，爱因斯坦最终得出了“光速不变原理”。

  如果详细介绍，那么仅这部分内容就够写成一本书了。该原理揭示了时间和空间的全新性质，颠覆了人类以往的常识。其中一个性质是，当移动速度接近光速时，时间会变慢。科幻作品中经常出现下面的情况：某个角色在宇宙中以光速旅行，返回地球后发现自己的年龄没有变化，孙女却变成了老奶奶。这种情况在理论上是正确的。

  当然，让人类以接近光速的速度旅行是不现实的。不过，在对μ子的观测中，研究者得到了证实相对论正确性的数据。

  前文曾说过，宇宙中有大量的μ子会到达地球。其实准确来说，来自宇宙的粒子几乎都是普通的质子，这些质子在地球上空与空气中的原子核发生反应才产生了μ子，进而这些μ子从距地面约20千米的高空降到地面上。

  μ子的寿命极短，即使它以光速飞行，飞出距离诞生地660米处也会衰变。不过，我们确实在地面上观测到了μ子，而且还把它用在了金字塔的考古工作中。这是因为，μ子以接近光速的速度运动导致时间变慢，从而延长了自身的寿命。

  相对论揭示的“光速”原理并非仅此而已。光速不仅在任何观察点看来都是不变的，它还是宇宙的“极限速度”。

  在相对论出现之前，物体的速度被认为是可以无限加快的。但是，爱因斯坦认为无法将物体加速至超过光速（3亿米每秒），任何追赶光的人都无法超过光。