一道关于相对论的大学物理题，求助

呵呵，你确定是照着原题抄下来的？我只能说，出题者本身就有点捣浆糊。

在自身参考系中，质子还怎么飞？它不应该是静止的吗？这是捣浆糊的第一地方。第二个地方就是你所问的，照数据看，质子岂不是要超光速了？这是捣浆糊的第二个地方。既然是出题者在捣浆糊，那么我们就只能猜测一下他的意思了。

我所猜测的题意是：一个质子飞越了一个星系，星系在地面参考系（姑且这么叫吧）中的直径是10^5光年，质子在飞越星系之后，它自身的固有时为5分钟。这样是符合狭义相对论要求的。

所以，你先设质子相对于地面参考系的速率为 v，则在地面参考系中，质子飞越直径为

的星系所花的时间为

根据钟慢效应，

于是有方程

这就不难解出 v 了。

可以预料，v/c 接近于 1.  近似能本来没有什么专门的定义，总之是根据 v/c 约等于 1 进行近似即可。从上面的方程 (1) 可以得到

所以，质子的总能量可以近似如下：

式子中的  m_p 是质子的静止质量。