118,6 тыс подписчиков
Если представить, что человек, находящийся в космическом корабле, летящем со скоростью, близкой к скорости света, начнет быстро перемещаться по направлению движения корабля, можно ли ожидать, что его скорость в итоге превысит скорость света?
Эта задачка обсуждается в самых разных формулировках и вариантах. Например, в одном из её разновидностей светящий фонарик перемещается на велосипеде и по релятивистскому сложению скоростей свет от него в сумме со скоростью велосипеда по идее позволят превысить скорость света. Есть ещё байка про супер-длинную палку, которая перемещается быстрее скорости света, если ей потрогать Луну. Все такие мысленные эксперименты мы уже обсуждали на канале. И да, нигде в этих примерах скорость света в итоге превышена не будет.
Давайте проведем мысленный эксперимент и для варианта с пассажиром столь быстрого корабля. Кстати говоря, сам корабль скорость света по существующим представлениям превысить не сможет, поскольку нужна бесконечная энергия для его разгона.
Допустим, вы находитесь на борту космического корабля, движущегося со скоростью 99,9% от скорости света относительно наблюдателя на Земле. Для любого наблюдателя, независимо от того, с какой скоростью он движется, свет всегда движется со скоростью 300 000 км в секунду. Но как это возможно?
Можно просто ответить, что стандартное сложение скоростей не работает в таких случаях. Всё дело в том, что для движущегося тела согласно преобразованиям Лоренца меняется и вся физика. Секунда, за которую свет проходит 300 000 км, увеличивается тем быстрее, чем быстрее вы двигаетесь. Так что для вас на космическом корабле секунда проходит гораздо медленнее, чем для наблюдателя на Земле.
Даже если удастся приблизиться к скорости света, то превысить ее не получится, потому что время внутри корабля будет чрезвычайно растянутой. В итоге сохраняется баланс между величинами и "физика опять сработает". Физика внутри корабля - это не та физика, с которой работает наблюдатель на Земле. Поэтому, и складывать скорости тут неправильно.
1 минута
26 декабря 2022
81,6 тыс читали