什么火车最快?
随着科学技术的发展,火车的运行速度也越来越快,现在普通火车的时速就可以达到每小时160千米,而在城市内部运行的磁悬浮列车速度最快可以达到每小时500千米。但与光速相比,火车的速度就太慢了,光的速度是每秒30万千米,每小时1080亿千米,是普通火车速度的几百倍。因此,火车再快也快不过光,宇宙中速度最快的还是光。光无处不在,它在宇宙中传播,有的可以从我们身边穿过。即使我们脚踩大地,头顶青天,也仍然有无数的光束在我们周围飞驰。科学家常常以光为单位计算天体之间的距离,从地球到月亮只需1.4秒钟,从地球到太阳需要8.3分钟,而我们的银河系的大小则是十万光年(一光年约等于10万亿千米)。
火车的速度不如光快,质量也不如光小。但是有一个科学家根据相对论提出,如果火车速度接近光速,火车上的人和站在地球上的人相比,火车上的人的年龄变化要慢得多。想象一个这样的情景,孪生兄弟A一直站在地面上,孪生兄弟B乘上一列速度接近光速的火车离开地球后又回到地球。A按照平时的体验,认为经过了十年。但B从火车上下来发现却只度过了两个小时。从人类的愿望来说,人人都想长生不老,如果这个发现是真的,那么乘坐高速列车就可以减缓衰老的过程,我们何不在地球上建造一条跑得像光一样快的火车轨道呢?这样人人都可以永葆青春了。但是现在看来,这个愿望是不可实现的。
首先,在地球上跑得像光一样快的火车是造不出来的,与光相比,火车的质量太大了,地球给火车的引力是地球上的任何机器都远远比不上的,没有任何东西可以拉动这样质量的火车达到如此的速度。而且如此高速的列车,从地球表面经过时,会使沿途的任何物体完全毁坏,整个地球也会因此而灭亡。
其次,即使我们按照宇宙飞船的想法,让火车从地球表面升到太空,然后以接近光的速度运行,火车上的乘客也不可以重返地球,我们假设一辆火车带着乘客从地球上出发,然后在宇宙中以接近光的速度运行了一年又回来了,回来时它还在天空中运行,如果在天空中遇到另一个参照系,那么这个参照系中的人将会看到,火车上的人经过一年只衰老了两个星期。可是,如果这列火车落下来,在地球上着陆,这时火车已经离开了原来的参照系,按照前面的说法,乘客在天空中只度过了两年,回到地球上以后又度过了两年,那么他们一共度过四年。但是这和另一个参照系中的相对时间矛盾了,这是不可能的。因此按照相对论的理论,跑得像光一样快的火车可以永葆青春的说法也是不正确的,只是在一个特定的参照系中的一种理解方法,而从其他参照系中观察这种说法是完全错误的。