Masa relatywistyczna

Masa relatywistyczna
Dzięki Szczególnej Teorii Względności, Alberta Einsteina, wiemy o istnieniu tzw. masy relatywistycznej (relatywistycznemu przyrostowi masy). Jest to wielkość zależna od układu odniesienia, ponieważ rośnie wraz
z prędkością poruszania się ciała.

Do obliczenia masy relatywistycznej skorzystamy ze wzoru:
,
gdzie:
– masa relatywistyczna,
– masa spoczynkowa,
– czynnik Lorentza,
– prędkość ciała,
– prędkość światła w próżni.

Przykład:
Piłka do koszykówki ma masę = 500g.
Aby masa piłki wzrosła o 1g musimy nadać jej prędkość . 20 milionów metrów na sekundę, czyli 20 tysięcy kilometrów na sekundę. Jest to prędkość dla nas niewyobrażalna. Z taką szybkością nasza piłka okrążyła by ziemię na równiku w ok. 2 sekundy. Zatem dla prędkości, z którymi mamy codziennie styczność różnica między masą spoczynkową, a relatywistyczną jest zaniedbywalna.

Zauważmy, że im szybciej coś się porusza, tym większą ma masę, tym więcej energii musimy użyć, aby dalej zwiększać prędkość tego ciała. Pojawią się tutaj pewien problem. Masa relatywistyczna może rosnąć w nieskończoność, czyli energia potrzebna do rozpędzenia ciała też rośnie do nieskończoności. Czy istnieje jakiś limit prędkości jaką obiekt może osiągnąć? TAK.

W miarę zbliżania się do prędkości światłą, czynnik Lorentza gwałtownie rośnie. Potrzebowalibyśmy nieskończonej energii aby rozpędzić jakiś obiekt (posiadający masę spoczynkową) do prędkości światła. Dlatego jest ona maksymalnym limitem prędkości we wszechświecie. Dlatego często możemy spotkać się z nagłówkami typu: „naukowcy rozpędzili cząsteczkę do 0,99999999987 prędkości światła”, ale nigdy nie rozpędzimy dowolnego ciała do dokładnie prędkości światła.