Вопросы, касающиеся скорости света, являются одними из наиболее часто поступающих нам на канал. Самый популярный из них можно сформулировать так:
От Земли в строго противоположных направлениях вылетают два космических корабля. Каждый из них движется со скоростью света. Какой будет их скорость относительно друг друга и относительно наблюдателя на Земле?
Подобные вопросы появляются в связи с тем, что люди не совсем понимают, как работает теория относительности и сегодня я постараюсь максимально просто это объяснить и рассказать кто и какую скорость будет видеть.
Сразу стоит сказать, что ни одно тело, обладающее массой покоя, а корабль именно таков, не сможет разогнаться до скорости света. Со скоростью света могут двигаться лишь безмассовые частицы. Поэтому я рассмотрю ситуацию, когда скорость кораблей будет близка к световой, к примеру, будет равняться 90% скорости света (0,9С).
В соответствии с теорией относительности: в каждой системе отсчёта время течёт по-своему, а значит двое наблюдателей с абсолютно одинаковыми часами, но находящиеся в разных условиях, могут отсчитать разное время между одними и теми же событиями.
По мере увеличения скорости корабля, время для него и всех кто находится на борту будет замедляться по сравнению с неподвижным наблюдателем, находящимся вне корабля. Чем больше будет скорость, тем больше будет разница в течении времени и в результате при приближении вплотную к скорости света, время для корабля практически остановится.
По этой причине если два корабля разлетаются с Земли в противоположных направлениях со скоростью 0,9С относительно Земли, то их скорость относительно друг друга, которую видят экипажи кораблей, не сможет превысить скорость света.
Чтобы узнать точную скорость, которую они будут видеть воспользуемся релятивистской формулой сложения скоростей, указанной ниже.
Если подставить на место V1 и V2 скорости наших кораблей, то есть 0,9С, то мы увидим, что относительная скорость кораблей, которую видят их экипажи, будет составлять 0,9945С. Это очень близко к скорости света, но всё же меньше неё. Если же увеличивать скорости кораблей ещё больше, то относительная скорость также возрастёт и приблизиться к скорости света ещё ближе, однако, так никогда её и не достигнет.
В то же время, для наблюдателя, находящегося на Земле релятивистский закон работать не будет и для своей системы отсчёта он сможет посчитать относительную скорость кораблей, просто сложив их скорости. Таким образом, с точки зрения человека на Земле, относительная скорость кораблей будет 1,8С, а, с точки зрения человека на одном из кораблей, 0,9945С.
Автор: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.