Нет никакой теории, описывающей «бесконечную массу» при движении со скоростью света. Но есть специальная теория относительности, которая говорит, что чем ближе скорость объекта к скорости света, тем больше энергии требуется для его ускорения.
Это то, что говорит теория. И да, она еще говорит, что масса и энергия – это одно и то же.
И что это значит? А ровно то, что, если вы захотите разогнать материальный объект до скорости света, вам потребуется бесконечное количество энергии. Плюс, если вы хотите назвать эту энергию «массой», вы сможете это сделать, поскольку они эквивалентны.
Далее. Поскольку в нашем распоряжении нет бесконечного количества энергии, мы не можем разогнать объект до скорости света. В реальных экспериментах (например, в ускорителях частиц, где частицы разгоняются до огромных скоростей) мы видим именно то, что говорит нам теория: несмотря на огромное количество кинетической энергии, частицы по-прежнему движутся медленнее света.
Рекордсменом в этом отношении является LEP (Большой электронно-позитронный коллайдер, предшественник БАК в Швейцарии), который ускорил электроны и позитроны до кинетической энергии, примерно в 200 000 раз превышающей их массу/энергию покоя. Тем не менее, эти электроны и позитроны по-прежнему двигались несколько медленнее, чем свет.
А что если скорость объекта все же будет больше скорости света?
Эта старая добрая концепция «релятивистской массы».
Релятивистская масса — это сумма массы покоя объекта и его релятивистской кинетической энергии. Это верно, что энергия и масса являются одним и тем же (например, кинетическая энергия вибрирующих частиц в горячем объекте действительно вносит незначительный вклад в измеренную массу объекта), но это приводит ко множеству недоразумений.
Чтобы объект с массой двигался со скоростью света, потребовалось бы бесконечное количество энергии. Это значит, что, если всю энергию Вселенной превратить в средство для ускорения этого объекта, объект все равно не сможет развить скорость света.
Не говоря уже о том, что сама физика становятся бессмысленной на скорости превышающей скорость света. Это потому, что преобразование Лоренца (которое связывает системы отсчета, которые движутся относительно друг друга) всегда сохраняет неизменной скорость света. Таким образом, преобразование не может создать систему отсчета быстрее скорости света.
Единственное, что допускает теория относительности, — это существование частиц, которые ВСЕГДА движутся быстрее света, так называемые – тахионы. Они никогда не находятся в состоянии покоя, они характеризуются отрицательным числом, их энергия конечна и положительна.
Мы не знаем существуют ли тахионы на самом деле, поскольку:
а) мы их никогда не видели,
б) они могут нарушать причинно-следственную связь,
в) они могут сделать Вселенную нестабильной.
Но с точки зрения теории относительности тахионы вполне себе могут существовать. Это и будет ответ на последний вопрос.
