Certains disent que la raison pour laquelle vous ne pouvez pas voyager plus vite que la lumière est que votre masse augmentera à mesure que votre vitesse approche de la vitesse de la lumière - ainsi, quelle que soit la quantité d'énergie que votre étoile peut générer, vous atteignez un point où aucune quantité d'énergie ne peut continuer accélérez votre vaisseau spatial parce que sa masse approche à l'infini.
Cette ligne de pensée est au mieux une description incomplète de ce qui se passe réellement et n'est pas un moyen particulièrement efficace d'expliquer pourquoi vous ne pouvez pas vous déplacer plus vite que la lumière (même si vous ne pouvez vraiment pas). Cependant, l'histoire offre un aperçu utile de la raison pour laquelle la masse est équivalente à l'énergie, conformément à la relation e = mc2.
Tout d'abord, voici pourquoi l'histoire n'est pas terminée. Bien que quelqu'un sur Terre puisse voir la masse de votre vaisseau spatial augmenter à mesure que vous vous approchez de la vitesse de la lumière - vous, le pilote, ne remarquerez pas du tout votre changement de masse. Dans votre vaisseau spatial, vous seriez toujours en mesure de monter des escaliers, de sauter à la corde - et si vous aviez un ensemble de balances de salle de bain pour le trajet, vous peseriez toujours la même chose que vous avez fait sur Terre (en supposant que votre navire est équipé du dernière technologie de gravité artificielle qui imite les conditions à la surface de la Terre).
Le changement perçu par un observateur de la Terre est juste relativiste Masse. Si vous frappiez les freins et reveniez à une vitesse plus conventionnelle, toute la masse relativiste disparaîtrait et un observateur de la Terre vous verrait simplement conserver avec correct (ou repos) masse que l'engin spatial et vous aviez avant de quitter la Terre.
L'observateur de la Terre serait plus correct de considérer votre situation en termes d'énergie cinétique, qui est un produit de votre masse et de votre vitesse. Donc, lorsque vous pompez plus d'énergie dans votre système d'entraînement en étoile, quelqu'un sur Terre voit vraiment votre élan augmenter - mais l'interprète comme une augmentation de masse, car votre vitesse ne semble pas augmenter du tout une fois qu'elle est en hausse d'environ 99% la vitesse de la lumière. Ensuite, lorsque vous ralentissez à nouveau, bien que vous sembliez perdre de la masse, vous déchargez vraiment de l'énergie - peut-être en convertissant votre énergie cinétique de mouvement en chaleur (en supposant que votre vaisseau spatial est équipé de la dernière technologie de freinage relativiste).
Du point de vue de l'observateur basé sur la Terre, vous pouvez formuler que le gain de masse relativiste observé lorsque vous voyagez près de la vitesse de la lumière est la somme de la masse / énergie de repos du vaisseau spatial plus l'énergie cinétique de son mouvement - le tout divisé par c2. De cela, vous pouvez (contourner des mathématiques modérément complexes) déduire que e = mc2. C’est une découverte utile, mais cela n’a pas grand-chose à voir avec la raison pour laquelle la vitesse du vaisseau spatial ne peut pas dépasser la vitesse de la lumière.
Le phénomène de masse relativiste suit une relation asymptotique similaire, bien qu'inverse, à votre vitesse. Donc, lorsque vous approchez de la vitesse de la lumière, votre temps relativiste approche de zéro (horloges lentes), vos dimensions spatiales relativistes approchent de zéro (contrat de longueurs) - mais votre masse relativiste croît vers l'infini.
Mais comme nous l'avons déjà vu, sur le vaisseau spatial, vous ne voyez pas votre vaisseau spatial gagner en masse (il ne semble pas non plus rétrécir, ni ses horloges ralentir). Vous devez donc interpréter votre augmentation de l'énergie cinétique comme une véritable augmentation de la vitesse - du moins en ce qui concerne une nouvelle compréhension que vous avez développée de la vitesse.
Pour vous, le pilote, lorsque vous approchez de la vitesse de la lumière et continuez à pomper plus d'énergie dans votre système d'entraînement, vous constatez que vous continuez à atteindre votre destination plus rapidement - pas tant parce que vous êtes aller plus vite, mais comme le temps que vous estimez qu'il vous faudrait pour traverser la distance entre le point A et le point B devient nettement moins important, en effet, la distance entre le point A et le point B devient également beaucoup moins perceptible. Ainsi, vous ne brisez jamais la vitesse de la lumière, car les paramètres de distance au fil du temps de votre vitesse ne cessent de changer de manière à ce que vous ne puissiez pas.
Dans tous les cas, la prise en compte de la masse relativiste est probablement la meilleure façon de dériver la relation e = mc2 car la masse relativiste est le résultat direct de l'énergie cinétique du mouvement. La relation ne tombe pas facilement hors de la considération (disons) d'une explosion nucléaire - car une grande partie de l'énergie du souffle provient de la libération de l'énergie de liaison qui maintient un atome lourd ensemble. Une explosion nucléaire concerne davantage la transformation de l'énergie que la conversion de matière en énergie, bien qu'au niveau du système, elle représente toujours une véritable conversion de la masse en énergie.
De même, vous pourriez considérer que votre tasse de café est plus massive lorsqu'elle est chaude - et devient nettement moins massive lorsqu'elle refroidit. La matière, en termes de protons, neutrons, électrons… et café, est largement conservée tout au long de ce processus. Mais, pendant un certain temps, l'énergie thermique ajoute vraiment à la masse du système - bien que puisque c'est une masse de m = e / c2, c'est une très petite quantité de masse.
