離接近無窮大還遠得很呢。

目前能量最高的強子對撞機是歐洲的LHC，可以把質子加速到光速的99.9999991%，根據愛因斯坦的狹義相對論，我們可以很容易地算出它的相對論質量：

大約是質子絕對質量的745倍。745個質子能有多重？和無窮大連邊都挨不上！

不過人類曾經記錄到的最快速度是一顆名叫“額滴個神啊”粒子，不知道來自何方，1991年10月，它帶著巨大能量劃過美國猶他州鹽湖城西的沙漠，在夜空中留下了一道閃亮的光芒，美國的蠅眼宇宙射線探測器記錄下了這一非同尋常的事件，觀測器上它的亮度比月亮還亮。“額滴個神啊”粒子的能量是3×10^20電子伏特，速度達光速的99.99999999999999999999951%，是LHC全力加速後質子能量的4千萬倍以上。那麼這顆質子的相對論質量是多大呢？

很遺憾，我用科學計算器也算不出來了，根據網上查到的資料，它相當於一個質子就攜帶了一個時速達120公里的棒球的動能。如果讓它和光一起穿過銀河系，僅會落後5毫米；如果一顆小小的隕石以這個速度撞擊地球，地球會馬上氣化成一團等離子體。但即使如此，它的質量也離接近無窮大還差得多得多得多！

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速度無限接近光速，質量就能無限接近無窮大，但很遺憾，速度永遠達不到光速。這一點在狹義相對論中已經是明確指出了。

所謂強子對撞機，就是將粒子加速，然後相互衝撞，不過這裡的粒子前提是:參與強相互作用的，且要帶電，比如質子。

而現在強子對撞機，比如歐洲的LHC，可以將質子束加速到99.9999991%的光速，在這等速度下，粒子的質量已經變為原來的7454倍，這已經是最大功率了。

下圖是狹義相對論的質速公式

其中C是光速，v是物體速度，我們可以看出，當物體速度越快，整個分母就越小，質量m就變的越大，但是速度不能超過光速。

根據狹義相對論，真空中的光速（c）是最快的速度，其大小被定義為299792458米/秒。沒有靜止質量（m0）的物體會以光速運動，比如光子和膠子。而有靜止質量的物體不能達到光速，比如電子、質子或者火箭，這是因為它們的運動質量m與運動速度v之間存在如下的關係：

從上式中可以看到，當v→c時，m→+∞，這兩個引數之間的關係圖如下所示：

只有當物體的速度無限接近光速時，運動質量才會趨於無窮大。即便是當今地球上最為強大的粒子加速器——大型強子對撞機，目前也沒有能力把粒子加速到無限接近光速。在大型強子對撞機全功率運轉的情況下，它能夠使質子（質量為1.67×10^−27千克）獲得7 TeV的能量。那麼，擁有這麼多能量的質子會以多快的速度運動呢？

注意，這裡不能使用經典物理學中的動能公式（Ek=1/2mv^2）來計算質子的速度，因為按照這個公式算出的質子速度是光速的122倍，這違背了狹義相對論。由於質子的速度很快，就需要考慮到相對論性質量帶來的影響，此時對應的動能公式如下：

代入資料，可以計算出質子的速度為299792455.3米/秒，即0.999999991c。然後，再把這個速度代入運動質量公式可得，質子的相對論性質量為靜止質量的7453.6倍，這遠未達到無窮大的程度。

如果要使相對論性質量趨於無窮大，速度就需要無限趨於光速，但從相對論動能公式可以看出，這個前提是需要無窮多的能量，顯然這是不可能的。可以想象，一個以趨近光速的速度運動的質子，具有極高的能量，這也意味著它將有極強的破壞能力。

“加速器”這個概念是從歷史上沿襲下來的，人類早期製造的粒子加速器能量都很低，低到將粒子加速後甚至不用考慮相對論效應。粒子經過那樣的加速器加速後能夠明顯增加速度，故名“加速器”。

上圖是迴旋加速器的發明者勞倫斯，他手裡拿著的就是他發明的迴旋加速器。勞倫斯就是憑藉發明了那個小東西獲得了諾貝爾物理學獎。現在的加速器可以建造的很大，歐洲大型強子對撞機的周長達到了27千米。楊振寧、丘成桐、王怡芳等人爭論要不要建造的加速器周長更是高達100千米。如果現在給加速器命名，它更可能被叫做“加質器”或“加能器”，因為它們明顯改變的不是粒子的速度，而是粒子的質量或者能量。你現在看到的加速器，往往只會告訴你能夠將粒子的能量提高到多少。

質子的速度從光速的99.99%增大到光速的99.99………99%（100個9），速度變化並不大，但是需要的能量卻是高的驚人，高到把整個宇宙都填進去也要差好多數量級。根據相對論的質量速度關係式，粒子被加速後，質量就會增大，質量增大了等效為能量增大了。粒子的能量不是無緣無故增大的，是加速器給它提供的能量。加速器能夠給粒子提供的能量是有限的，粒子的能量不會趨於無窮大。

加速器早已不能明顯提高粒子的速度了，但是提高粒子的能量或者質量還是有很大的空間。人類製造的加速器能夠給粒子提供的能量還遠遠不及宇宙射線中一些粒子的能量，能量很高的宇宙射線是怎麼來的還是一個未解之謎。

如果按照愛因斯坦的理論，物質達到光速質量將變無窮大。也就是說物質越快，越接近光速質量就會越大。這樣假設，如果宇宙真的存在暗物質，但卻無法證實它的存在，但它的質量卻是存在的。如果光在宇宙中穿梭，它的質量也就變得無窮大，難道它就是人類苦苦追尋的暗物質？

答：不會，因為粒子的質量實在太小，大型強子對撞機的加速能力非常有限，在接近光速時加速非常困難！

比如歐洲大型強子對撞機（LHC），可以把單個質子加速到99.999999%c，這個速度已經非常接近光速了，根據狹義相對論質增方程，可以得知洛倫茲因子γ：

γ=7071；

也就是質子的質量，增加到靜止質量的7071倍，這個相對論效應已經非常明顯；但是質子的靜止質量m0：

m0=1.67×10^（-27）kg；

增加7071倍，也就：

m=7071*m0=1.18×10^（-23）kg；

與宏觀物質比起來，簡直微不足道，更不用說和質量無窮比較！

質子的電荷是一定的，強子對撞機給質子加速是利用電場，質子增加的速度，取決於電場強度和質子的質荷比（質量/電荷），其關係為：

（1）電場越強，質子獲得的速度越高；

（2）質子穿過固定電場獲得的能量是一定的，所以質荷比越高，速度增加越困難；

當速度接近光速時，質子的質荷比增加；這也導致大型強子對撞機，給粒子加速是有極限的，速度不可能無限地增加，所以粒子的相對論質量增加也非常有限！

強子對撞機裡的粒子接近光速，那麼質量會不會變得接近無窮大？

這個問題題與描述並沒有什麼錯誤，但答案並不能達到無窮大，不是因為狹義相對論不適用，而是因為粒子質量是在太小，雖然非常接近光速，但依然可以計算其最終獲得的質量倍數，因此並不能達到無窮大，這裡最大的原因還是LHC的加速器的對粒子加速的最大功率仍然有限！

LHC那27KM長度加速器也只能將質子加速到99.999999%C，如果在宏觀狀態這個速度確實非常非常了不起，但在微觀狀態，仍然有科學家覺得速度不夠，儘管有很多人擔心撞擊將產生黑洞，會將地球吞噬.....但事實上並沒有發生！那麼質子到底是否會因為如此高速增加多少倍質量呢？我們可以計算下：

γ=1/√ 1-V^2/C^2=1/√1-0.99999999^2/1^2≈7071.0678295431448399633927435221倍

質子質量是多少呢？m=1.672621637×10^-27千克，那麼質增效應後：

1.672621637×7071.0678295431448399633927435221×10^-27≈11827.22×10^-27≈1.182722×10^-23Kg

這個質量仍然小的可憐，但對於LHC來說已經是極限了，未來如果想再增加這個速度的話只能對LHC大幅升級了，或者讓天朝建一個更大，目測在這種基礎建設上也只有天朝能幹出更大的路！

大型強子對撞機內的宇宙大爆炸實驗圖