Die Geschwindigkeitsbegrenzung ist in Bezug auf was?

Die Antwort von Alfred Centauri ist richtig, so sehen Physiker jetzt die Verwendung des Begriffs "Masse", aber es bedarf einer Klärung der Verwendung.

Als die spezielle Relativitätstheorie zum ersten Mal untersucht wurde, wurde die Gleichung

(wobei m die Ruhemasse ist, das Maß des vierdimensionalen Vektors, der das sich bewegende Teilchen/System beschreibt), gab eine neue Definition für die Energie sich bewegender Objekte.

Aus der Newtonschen Physik kennen wir das$\vec{p} = m \vec{v}$, daher war es "natürlich", sich den Wert, der den Geschwindigkeitsvektor im Impuls multipliziert, als Masse vorzustellen: Sie nannten ihn "relativistische Masse", weil sich das Teilchen in Bezug auf klassische Inertialsysteme bei Bewegungsänderungen so verhält, als ob es seine Masse wäre zunehmend nach Formel 2): ​​Es muss immer mehr Energie zugeführt werden, um den Wert von v zu erreichen. Es ist die relativistische Masse, die zunimmt. In der Ruhemasse des Teilchens ist seine Masse immer m.

Die Verwendung des Begriffs "relativistische Masse" wird gestrichen, weil er wie in Ihrer Frage zu Verwirrung führt. Jedes Teilchen hat in seinem Schwerpunktsystem eine Masse, die sich nicht ändert.

Ein besserer Begriff wäre "scheinbare Masse", wie ein Beobachter ein Teilchen sehen würde, das sich der Lichtgeschwindigkeit nähert: als ob es immer schwieriger würde, dorthin zu gelangen.

Übrigens beobachten wir im Labor relativistische Elementarteilchen, die wie die Elektronen Punktteilchen sind.

Der als Large Electron Positron (LEP) Collider bekannte Teilchenbeschleuniger im Labor des Centre Européenne pour la Recherche Nucléaire (CERN) in der Nähe von Genf könnte Elektronen auf 99,999999999 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen.

Ihre relativistische Masse nimmt zu, sie werden aber immer noch als Punktteilchen mit Ruhemasse m gemessen.

Laut SR nimmt der Impuls eines Objekts unbegrenzt zu$v \rightarrow c$

und tatsächlich ist der Impuls eines Objekts rahmenabhängig.

Allerdings die unveränderliche Masse eines Objekts $m$, (ein Lorentz-Skalar) , ist nicht frameabhängig.

Und das ist eigentlich alles, was dazu gesagt werden muss.

Die Geschwindigkeitsbegrenzung ist in Bezug auf was?

Geschwindigkeit ist relativ – das bedeutet, dass Sie angeben müssen, in welchem ​​Frame sich ein Objekt bewegt. Die Geschwindigkeitsbegrenzung bezieht sich also auf den Rahmen, von dem Sie sprechen.

Beispiel: Zwei Raumfahrzeuge bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen$\frac{2}{3}c$in Bezug auf die Erde. In Bezug auf eines der Raumfahrzeuge bewegt sich jedoch die Erde weiter$\frac{2}{3}c$, aber das andere Raumschiff bewegt sich nicht weiter$\frac{4}{3}c$. Es bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die durch eine Formel namens Geschwindigkeitsadditions-Lorentz-Transformation gegeben ist. Die Notwendigkeit für diese Lorentz-Transformation ergibt sich bei Geschwindigkeiten, die mit c vergleichbar sind, aufgrund der Tatsache, dass sich Objekte mit konstanter Geschwindigkeit durch die Raumzeit bewegen.

Wenn ein Baseball direkt vor Ihnen vorbeizieht, aber plötzlich die ganze Zeit um Sie herum fast zum Stillstand kommt, würden Sie den Ball vor sich in der Luft schweben sehen. Der Ball ist jetzt in einem sehr langsamen Zeitrahmen.

Da es sich um einen langsamen Zeitrahmen handelt, wäre eine enorme Menge an Energie erforderlich, wenn Sie versuchen, es zu schieben oder zu greifen und es zu werfen. Selbst wenn Sie es geschafft haben, den Ball mit einer aus Ihrer Sicht typischen Geschwindigkeit zu werfen, bewegt er sich aus seiner Sicht mit einer enormen Geschwindigkeit, da er jetzt in sehr kurzer Zeit große Entfernungen zurücklegt, also mit einem enormen Energieaufwand erforderlich wäre, um den Ball zu werfen und gleichzeitig die Gesetze der Physik aus Sicht des Balls zu erfüllen.

Je näher sich also ein Objekt der Lichtgeschwindigkeit nähert, desto langsamer ist ein Zeitrahmen, in dem es existiert. Dadurch wird also eine Zunahme seiner Masse vorgetäuscht.

Wie stark die Masse zunimmt, hängt alles davon ab, wie nahe Ihr Bezugsrahmen an dem des Objekts liegt, was bedeutet, wie schnell Ihre Uhr relativ zur Uhr des Objekts tickt.

Wie der Physiker Brian Greene in seinem Buch The Elegant Universe (siehe The_Elegant_Universe-B.Greene.pdf Motion Through Space-Time Seiten 26 und 27) erwähnt, sind alle Objekte innerhalb der Raumzeit ständig mit Lichtgeschwindigkeit in Bewegung.

Es ist also festzuhalten, dass sich alle Objekte zunächst mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Was jedoch getan werden kann, ist, die Richtung dieser konstanten Bewegung innerhalb der 4-dimensionalen Raum-Zeit-Umgebung zu ändern.

Ich kenne nicht viele Gleichungen, also denke ich, dass ich ein Beispiel geben werde. Angenommen, Sie wollten in die Zukunft reisen. Der beste Weg, dies zu tun, ist, nahe der Lichtgeschwindigkeit zu reisen. Stellen Sie sich also vor, Sie bringen Ihre Rakete auf eine solche Geschwindigkeit, dass für Sie ein Jahr in der sich bewegenden Rakete gleich einer Million Jahre auf der Erde ist. Aus Sicht der Menschen auf der Erde müssen Sie jetzt mehr Treibstoff einpacken, um die Million minus eins zusätzlicher Jahre auszugleichen, die Sie reisen werden. Aus beiden Perspektiven (der auf der Erde und Ihrer) bewegt sich die Rakete jedoch mit der gleichen hohen Geschwindigkeit in Bezug auf die Erde. Aus Ihrer Sicht tragen Sie also anscheinend genug Treibstoff für eine Million Jahre, obwohl Ihre Reise nur ein Jahr dauert. Vielleicht liegt das daran, dass die Masse Ihrer Rakete aus Ihrer Sicht aufgrund ihrer Geschwindigkeit zunimmt. In diesem Fall wird der Kraftstoff, der verwendet wurde, um die Zunahme der Zeit aus der stationären (nicht wirklich stationären, wie wir die Erde erwähnten) Sichtweise zu kompensieren, in Ihrer sich bewegenden Sichtweise verwendet, um die Zunahme der Masse zu kompensieren. Ich schätze also, die Masse der sich bewegenden Objekte nimmt zu, aber nur aus der Perspektive desjenigen, der sich bewegt. Diese gesamte Antwort ist jedoch nur eine Vermutung meinerseits !!