ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#13 บทที่ 2 อวกาศ-เวลา : ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์

สมมติฐานพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพที่ว่า “กฎของวิทยาศาสตร์ควรเหมือนกันสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนที่อย่างอิสระ” ไม่ว่าพวกเขาจะมีความเร็วเท่าใดก็ตาม นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แต่ตอนนี้แนวคิดนี้ได้ขยายออกไปเพื่อรวมทฤษฎีของ Maxwell และความเร็วของแสงไว้ “ผู้สังเกตการณ์ทุกคนควรวัดความเร็วแสงเท่ากันไม่ว่าจะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนก็ตาม” ความคิดง่ายๆนี้มีผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง บางทีสิ่งที่รู้จักกันดีที่สุดคือ “ความเท่ากันของมวลและพลังงาน (equivalence of mass and energy)” ที่สรุปไว้ในสมการที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ E = mc2 (โดยที่ E คือพลังงาน m คือมวล และ c คือความเร็วแสง) และกฎที่ว่า “ไม่มีสิ่งใดเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าความเร็วแสง” เนื่องจากความเท่าเทียมกันของพลังงานและมวล พลังงานที่วัตถุมีเนื่องจากการเคลื่อนที่ของมันจะเพิ่มมวลของมัน กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือจะทำให้เพิ่มความเร็วได้ยากขึ้น เอฟเฟกต์นี้มีความสำคัญมากสำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ที่ 10% ของความเร็วแสง มวลของวัตถุจะมากกว่าปกติเพียง 0.5% ในขณะที่ความเร็วแสง 90% มวลของวัตถุจะมากกว่ามวลปกติถึง 2 เท่า เมื่อวัตถุเข้าใกล้ความเร็วแสง มวลของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการเร่งความเร็วให้มากขึ้น ในความเป็นจริงมันไม่สามารถไปถึงความเร็วแสงได้ เพราะเมื่อนั้นมวลของมันจะกลายเป็นไม่มีที่สิ้นสุด จากความเท่าเทียมกันของมวลและพลังงาน มันจะต้องใช้พลังงานจำนวนไม่จำกัดเพื่อไปที่นั่น ด้วยเหตุนี้วัตถุใดๆ จึงถูกจำกัดความเร็วโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพตลอดไปว่า จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วช้ากว่าความเร็วแสง […]