Question

为什么有质量的物体不能达到光速

Answer 1

既然提到相对论问题，就不能简单说“质量”这个概念了。相对论里边必须区分是“静质量”还是“动质量”。
先说结论：有静质量的物体不能达到光速，而对某参照系做相对运动的物体一定有动质量。

然后容我稍微罗嗦一下，简单阐述一下相关概念。（要是你没兴趣看，就直接看感叹号引起来的那三部分内容就好了。）

1. 静质量和动质量的概念

静质量简单地说就是当物体对参照系静止时所体现出来的质量。光子没有静质量，其他的实物粒子是有静质量的。动质量则会在静质量上考虑速度对物理公式产生的影响，其定义式见百度百科。（公式太复杂了，不好打。）（引入动质量的意义在于，对于各种我们已有的物理公式而言，如果m是静质量，在相对论里就会发现很多公式就不对了，比如动量守恒等等。所以把公式里边的m换成动质量，这些公式又变成对的了。）
2. 加速时质量的变化
由上边所述，加速时，静质量是不会变的。因为静质量是一个粒子或者是物体的本征量。然而动质量从定义式来看，会随着速度增大而增大。然后随着速度增大，就会出现第一个怪异现象：（！）当速度趋于光速时，从定义式来看，动质量趋于无穷大了。一旦速度超过光速，动质量的取值就越出实数范围了。所以有静质量的物体不能达到光速。（！）
3. 再看能量
相对论里边有一个能量公式，即著名的质能方程：E = mc^2。同样，这里的m是动质量。同样的问题就来了：（！）当一个物体速度趋于光速时，动质量m趋于无穷大，则物体能量E趋于无穷大。请问，从哪里产生趋于无穷大的能量让这个物体加速到光速呢？（！）
4. 更为根本的解释
也许你会说，以上的讨论都是基于承认狭义相对论下产生的。（！）实际上，狭义相对论本身在推导之初，其中一条假设就是任何实物粒子速度不能达到光速。所以，在狭义相对论体系下，任何结论都不可能推翻这条原来的假设。（！）
5. 关于光子
问题有个粒子速度就是光速，那就是光子。我们看为什么光子可以达到光速而又不违背前边2、3、4产生的推论。
首先看动质量。由于光子本身静质量为0，而速度v = c，所以对于光子而言，其动质量表达式不可以求出数值，因为其动质量表达式是“0 × 无穷大”这种表达式。但是这种表达式是有可能有值的。所以，光子的动质量被重新定义了，由动量定理定义，即p = mc。于是光子就避开动质量数值不合理的问题了。
再看能量。既然光子有了有限的动质量，因而其能量E必然为有限值。从而E也变得合理了。
最后看狭义相对论最初假设，狭义相对论最初假设认为，光子在任何参照系里边速率都是光速c。而且这一假设将来也不会产生任何奇怪的悖论。

要是还有问题，欢迎提问！

追问

超出实数范围是什么数呢？

追答

复数了呗。因为v > c时，v^2 - c^2 c时，动质量是个纯虚数，能量E也是个纯虚数，没实际意义了。

追问

光子为什么没有静质量

那光子为什么能加速到光速

动质量表达式是什么

追答

光子就是没有静质量，这是本征属性，就像树的本征属性就是生根发芽一样。
光子不是能加速到光速，而是它速度就是光速，在任何参照系下它的速度都是光速。这一结论不会得出任何匪夷所思的推论。然而其他实物粒子如果速度达到光速，就会得到各种匪夷所思的结论。
动质量定义式百度百科就出来了：m=m0/(sqrt(1-v^2/c^2))，其中，m0是静质量。

追问

sqrt是神马

追答

sqrt是开根号。

追问

哦

Answer 2

速度是通过加速度产生的，加速度是力产生的，力是能量提供的，且能量与质量成正比，而物质的质量不具备光速的能量。所以有质量的物体不能达到光速。

“光子”也不是单枪匹马每秒跑30万千米，而是地球上空被磁场颗粒产生的空间挤得水泄不通，这样“光子”这边一动，水泄不通的磁场颗粒就像一根要多长有多长的棍子，这边一动那边就动。即光是传播速度，不是运动速度。所以不能幻想物体30万千米/秒。

Answer 3

之前的某几个回答有民科之嫌……有质量的东西（有静质量）达不到光速的简单解释就是根据狭义相对论，速度接近光速时，物体加速需要的能量急速增加，趋向于无穷，使得无法达到光速。（物体质量增加，能量增加E=mc^2）。对于光子来说，没有静质量，你可以这么想，光子是一种激发，一方面类似水的波浪一样，不像一般物体那么具象~如果从更高层面来说，就是光子的对称性没有破缺，没有产生质量的条件（此理论设计理论物理专业研究生知识，就不细说啦~）

追问

为什么光子能达到光速呢？他达到光速所需得能量不是无穷大吗

追答

这个嘛，首先，光速就是光的速度~然后呢，由于光子没有静质量，所以到达光速不需要达到无穷质量，只需要有限质量也就是有限能量，E=mc^2=hv (v为光频率)

Answer 4

不是达不到，而是以现有的科技力量无法达到。按霍金所言，如果一个物体速度超过光速，就会回到过去。虽然现在有粒子加速器，但是也很难接近光速。

追问

霍金港滴达不到

追答

敢问霍金港是什么？

Answer 5

光子静质量为0，加速到光速质量不是无穷大，
其他东西静质量不为0，加速到光速质量是无穷大，能量也是无穷大，宇宙中没有这么多能量．光子可以
相信我没错！

追问

刚好弄反

你