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爱因斯坦的狭义相对论指出，光速是宇宙中的速度极限。在真空中，光的速度是一个常数，约为每秒30万公里，我们用字母c表示。这个速度对于所有观察者来说都是相同的，无论观察者本身的运动状态如何。这是物理学中最基本的原理之一。在这个图中，黄线表示光速，而蓝线表示一个物体被加速的速度。无论如何加速，物体的速度都只能无限接近光速，但永远不能达到或超过光速。
狭义相对论的一个重要推论是，物体的相对论质量会随着其速度的增加而增加。这个图展示了物体的相对论质量与速度的关系。横轴表示物体速度与光速的比值，纵轴表示相对论质量与静止质量的比值。当物体静止时，相对论质量等于静止质量。但随着速度接近光速，相对论质量迅速增加。当速度达到光速的90%时，质量已经增加到静止质量的2倍多。当速度非常接近光速时，质量趋于无穷大。这意味着，要将物体加速到光速，需要无穷大的能量，这在物理上是不可能的。
爱因斯坦著名的质能方程E=mc²告诉我们，质量和能量是等价的。当我们试图加速一个物体时，需要对其做功，增加其能量。由于物体的相对论质量随速度增加，所需的能量也随之增加。这个图展示了加速物体所需能量与速度的关系。横轴是速度与光速的比值，纵轴是动能与静止能量的比值。当速度接近光速时，所需能量呈指数级增长，趋于无穷大。例如，当速度达到光速的98%时，所需能量已经是静止能量的好几倍。由于宇宙中不存在无穷大的能量，因此任何具有静止质量的物体都无法被加速到光速，更不可能超过光速。
光子是光的基本粒子，它有一个非常特殊的性质：静止质量为零。根据相对论，只有静止质量为零的粒子才能以光速运动。实际上，光子只能以光速运动，不能以低于光速的速度运动。这是因为对于无质量粒子，相对论质量公式中的分母为零，这意味着它们必须以光速运动。光子不需要无穷大的能量就能达到光速，因为它们本来就是以光速存在的。在这个图中，我们看到光子从各个方向以相同的光速向观察者移动。无论观察者如何运动，测量到的光速都是相同的，这就是相对论的核心原理。