Jotkut sanovat, että syy siihen, että et voi matkustaa valoa nopeammin, on, että massa kasvaa nopeutesi lähestyessä valonopeutta - siis riippumatta siitä, kuinka paljon energiaa tähtiä voi tuottaa, saavut pisteeseen, jossa mikään energiamäärä ei voi enää kiihdytä avaruusalustasi, koska sen massa lähestyy ääretöntä.
Tämä ajattelutapa on parhaimmillaan epätäydellinen kuvaus siitä, mitä todella tapahtuu, eikä se ole erityisen tehokas tapa selittää miksi et voi liikkua valoa nopeammin (vaikka et todellakaan voikaan). Tarina tarjoaa kuitenkin hyödyllisen kuvan siitä, miksi massa vastaa energiaa suhteen e = mc mukaisesti2.
Ensinnäkin, miksi tarina ei ole täydellinen. Vaikka joku takaisin maan päällä saattaa nähdä avaruusaluksen massasi nousevan liikkuessasi lähellä valonopeutta - et lentäjä et huomaa massamuutostasi ollenkaan. Avaruusaluksessasi pystyt silti kiivetä portaita, hyppynaruun - ja jos sinulla olisi joukko kylpyhuonevaakoja matkalle, punnitset silti aivan yhtä paljon kuin maan pinnalla (olettaen, että aluksesi on varustettu viimeisin keinotekoisen painovoiman tekniikan avulla, joka jäljittelee olosuhteita takaisin maan pinnalla).
Maan tarkkailijan havaitsema muutos on oikeudenmukainen relativistiset massa. Jos osut jarruihin ja palaat tavanomaisempaan nopeuteen, kaikki relativistinen massa katoaisi ja maapallon tarkkailija näkisi sinut vain pitävän samalla asianmukainen (tai lepo) massa, joka avaruusaluksella ja sinulla oli ennen lähtöä Maasta.
Maapallon tarkkailija olisi oikeammin pohtinut tilanteitasi impulssienergian suhteen, joka on massasi ja nopeutesi tulos. Joten kun pumppaat enemmän energiaa tähtiohjausjärjestelmääsi, joku maapallolla todella näkee nopeutesi kasvavan - mutta tulkitsee sitä massanlisäyksenä, koska nopeutesi ei näytä kasvavan ollenkaan, kun se on noin 99% valon nopeus. Sitten kun hidastat uudelleen, vaikka saatat tuntua kadota massaa, purkaat todella energiaa - ehkä muuntamalla liikkeen kineettisen energian lämpöä (olettaen, että avaruusaluksesi on varustettu viimeisimmällä relativistisella jarrutekniikalla).
Maapallon tarkkailijan näkökulmasta voit muotoilla, että valonopeuden lähellä matkustettaessa havaittu relativistinen massavoitto on avaruusaluksen lepomassan / energian summa plus sen liikkeen kineettinen energia - kaikki jaettuna c2. Tästä voit (astu kohtaan kohtalaisen monimutkaista matematiikkaa) päätellä, että e = mc2. Tämä on hyödyllinen havainto, mutta sillä on vähän tekemistä sen kanssa, miksi avaruusaluksen nopeus ei voi ylittää valonopeutta.
Relativistisen massan ilmiö seuraa samanlaista, vaikkakin käänteistä, asymptoottista suhdetta nopeuteen. Joten kun lähestyt valonopeutta, relativistinen aika lähestyy nollaa (kellot hidastuvat), relativistinen tilamittasi lähestyy nollaa (pituudet supistuvat) - mutta relativistinen massa kasvaa kohti ääretöntä.
Mutta kuten olemme jo käsitellyt, avaruusaluksilla et koe avaruusaluksen massan nousua (eikä se näytä kutistuvan eikä sen kellot hidastu). Joten sinun on tulkittava vauhtienergian lisääntymisen todellisena nopeuden lisäyksenä - ainakin suhteessa uusiin ymmärrykseen, jonka olet kehittänyt nopeudesta.
Sinulle, lentäjä, kun lähestyt valonopeutta ja pumppaat jatkuvasti enemmän energiaa käyttöjärjestelmäsi, huomaat, että saavut määränpäähän nopeammin - ei niin paljon, koska olet liikkuu nopeammin, mutta koska aika, jonka arvioit vieväsi etäisyyden ylittämiseen pisteestä A pisteeseen B, tulee huomattavasti pienemmäksi, todellakin etäisyys pisteen A ja pisteen B välillä tulee myös huomattavasti pienemmäksi. Joten et koskaan riko valonopeutta, koska nopeuden parametrien muutokset ajan myötä muuttuvat jatkuvasti tavalla, joka varmistaa, että et voi.
Joka tapauksessa relativistisen massan huomioon ottaminen on todennäköisesti paras tapa saada suhde e = mc2 koska relativistinen massa on suora vaikutus liikkeen kineettiseen energiaan. Suhde ei putoa helposti (esimerkiksi) ydinräjähdyksen huomioimiseen - koska suuri osa räjähdyksen energiasta johtuu sitoutumisenergian vapautumisesta, joka pitää yhdessä raskaan atomin. Ydinpuhallus tarkoittaa enemmän energian muuntamista kuin aineeksi muuntamista energiaksi, vaikkakin järjestelmätasolla se edustaa edelleen aitoa massa / energia-muuntamista.
Samoin saatat ajatella, että kahvikuppisi on massiivisempaa, kun se on kuuma - ja se on mitattavissa vähemmän massiivinen, kun se jäähtyy. Aine protonien, neutronien, elektronien ja kahvin suhteen säilyy suurelta osin koko prosessin ajan. Mutta jonkin aikaa lämpöenergia todella lisää järjestelmän massaa - vaikka sen massa on m = e / c2, se on hyvin pieni määrä massaa.
