(Fast) doppelte Lichtgeschwindigkeit

Eines der Ergebnisse der speziellen Relativitätstheorie ist, dass ein Teilchen, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, keine Zeit erfährt und daher keine Messungen durchführen kann. Insbesondere kann es nicht die Geschwindigkeit eines anderen Teilchens messen, das es passiert. Ihre Frage ist also streng genommen undefiniert. Teilchen Nr. 1 hat sozusagen keinen „Standpunkt“. (Genauer: es hat kein Ruhesystem, weil es keine Lorentz-Transformation gibt, die Teilchen Nr. 1 in Ruhe versetzt, also macht es keinen Sinn, über die Geschwindigkeit zu sprechen, die es in seinem Ruhesystem messen würde.)

Aber nehmen Sie an, Sie hätten eine andere Situation, in der sich jedes Teilchen bewegt$0.9999c$stattdessen, damit das von mir erwähnte Problem kein Problem darstellt. Ein weiteres Ergebnis der speziellen Relativitätstheorie ist, dass die relative Geschwindigkeit zwischen zwei Teilchen nicht nur durch die Differenz zwischen ihren beiden Geschwindigkeiten gegeben ist. Stattdessen ist die Formel (in einer Dimension).

Wenn Sie einstecken$v_1 = 0.9999c$und$v_2 = -0.9999c$, du erhältst

was immer noch kleiner ist als die Lichtgeschwindigkeit.

Darum geht es bei der speziellen Relativitätstheorie..

In der speziellen Relativitätstheorie kann man nicht einfach sagen, dass sich Teilchen 2 bei c+c=2c in einem Bezugssystem bewegt, in dem Teilchen 1 ruht.

Geschwindigkeiten addieren sich wie folgt (leicht in Wikipedia zu finden):

dh die Geschwindigkeit von Teilchen 2$v_2'$in einem Bezugssystem, in dem Teilchen 1 ruht, ist

schneller als mit Lichtgeschwindigkeit kann man sich im Vakuum nicht fortbewegen.

Einfach. Sie können nicht auf einem Teilchen sitzen, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Wenn Sie könnten, wären Sie masselos und nicht in der Lage, richtig zu summieren

In jedem Fall gibt es keinen Referenzrahmen, der sich mit einem der Photonen bewegt, also keine operative Möglichkeit, relative Geschwindigkeiten zwischen ihnen zu messen. Relativgeschwindigkeiten haben nur aus einem Inertialsystem eine Bedeutung. Es gibt keine Trägheitsrahmen, die sich mit dem Photon bewegen , sonst würde dieser Rahmen messen, dass sich das Photon in Ruhe befindet

Vielleicht ist Ihre Frage, ob die Annäherungsgeschwindigkeit der beiden Teilchen 2c beträgt, ist das so? Ja, es ist 2c und dies verstößt nicht gegen die Relativitätsprinzipien, denn eine solche Geschwindigkeit ist nicht die Geschwindigkeit eines Teilchens , sondern nur ein abgeleiteter Wert. Andererseits ist die Geschwindigkeit eines Photons unabhängig vom Trägheitssystem c und wird durch die Formel für die relative Geschwindigkeit berechnet, die in den vorherigen Antworten angegeben ist.

Ich nehme an, Sie haben 2 Teilchen, die sich gegenüberstehen und sich nähern?

Erstens, wie an anderer Stelle auf dieser Seite erwähnt, " ... ein Teilchen, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, erfährt keine Zeit und kann daher keine Messungen vornehmen. "

Ändern wir stattdessen das Teilchen Nr. 1, auf dem Sie sitzen, so, dass es eine bestimmte Geschwindigkeit hat, die kleiner als c ist, und Teilchen Nr. 2 bleibt als v=c.

Wenn Ihr v = 0 ist, ist die kombinierte Geschwindigkeit zwischen Ihnen und Teilchen Nr. 2 = c, und wenn Sie seine Geschwindigkeit messen, messen Sie eine Geschwindigkeit von c.

Wenn Sie auf eine neue Geschwindigkeit und v = 100.000 km/s beschleunigen, beträgt die kombinierte Geschwindigkeit zwischen Ihnen und Teilchen Nr. 2 100.000 km/s + 300.000 km/s = 400.000 km/s, aber Sie messen immer noch die Geschwindigkeit von Partikel Nr. 2 wie c.

Wenn Sie auf eine neue Geschwindigkeit und v = 260.000 km/s beschleunigen, beträgt die kombinierte Geschwindigkeit zwischen Ihnen und Teilchen Nr. 2 260.000 km/s + 300.000 km/s = 560.000 km/s, aber Sie messen immer noch die Geschwindigkeit von Partikel Nr. 2 wie c.

Mit anderen Worten, Sie können Ihre Geschwindigkeit auf einen großen Bereich unterschiedlicher Geschwindigkeiten ändern, aber wenn es darum geht, die Geschwindigkeit von Teilchen Nr. 2 zu "messen", ist das Ergebnis immer c. Dies kann überprüft werden, wenn Sie die Geschwindigkeitsadditionsgleichung verwenden. Der wichtige Punkt ist, dass keines der Teilchen die Lichtgeschwindigkeit überschritten hat. Die kombinierte Geschwindigkeit zwischen 2 sich bewegenden Teilchen ist eine ganz andere Sache.

Sie haben sowohl Recht als auch Unrecht.

Wenn Sie - auf einem Photon sitzend - die Geschwindigkeit des sich nähernden Photons messen würden, wäre die erhaltene Zahl genau c.

Schickt man jedoch zwei Photonen im Abstand von 1 Lichtjahr aufeinander zu, treffen sie sich nach genau sechs Monaten und genau in der Mitte dieser Entfernung, also 1/2 Lichtjahr. Stellen Sie sich vor, wie hoch die relative Geschwindigkeit dieser Photonen war :)