Wenn es im Universum keine bestimmte Geschwindigkeit gibt, sondern nur relative Geschwindigkeiten, wie nimmt dann die Energie zu, wenn sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert?

Nimmt der Energiebegriff zu, wenn er sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, basierend auf der Tatsache, dass dies nur relativ zum Beobachter gilt?

Nehmen wir an, es gibt ein Szenario, in dem eine Person in einem Raketenschiff an der Erde vorbeifährt und sich der Lichtgeschwindigkeit relativ zu jemandem nähert, der auf der Erde steht. Aus der Perspektive des Menschen auf der Erde haben die Energie der Person im Raketenschiff und das Raketenschiff selbst eine erhöhte Energie im Vergleich zu ihrer Ruheenergie, aber aus der Perspektive der Person an Bord des Schiffes haben er und die Raketenschiffe haben die Energie im Ruhezustand und die Erde hat im Vergleich zum Ruhezustand eine erhöhte Energie.

Nehmen wir weiter an, der Mensch auf der Erde stieg in sein eigenes zweites Raumschiff und holte schließlich das erste Raumschiff ein und nähert sich der gleichen Geschwindigkeit wie das erste Raumschiff. Würde die erhöhte Energie des ersten Raumschiffs im Vergleich zum zweiten Raumschiff allmählich auf seine Energie im Ruhezustand sinken, bis sie die exakte Geschwindigkeit erreichen?

Ist das alles wahr?

(Ich möchte, dass jeder versteht, dass ich mich auf die Zunahme der Energie aufgrund eines Objekts / Teilchens mit Geschwindigkeiten konzentriere, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Ich verstehe bereits, wie die Energie in der Newtonschen Physik aufgrund der Gleichung von KE zunimmt.)

Das Konzept, dass die Masse zunimmt, wenn sich ein massives Objekt der Lichtgeschwindigkeit nähert, ist in der Physik-Community nicht mehr in Mode. Betrachten Sie es eher als zunehmenden Impuls oder Energie als als Masse.
Das würde also bedeuten, dass die Energie mit zunehmender Geschwindigkeit zunimmt; trifft das auf das zu, was ich gesagt habe, dass er und sein Schiff relativ zum Beobachter auf dem Raumschiff in ihrer "Ruheenergie" sind und relativ zum Beobachter auf der Erde er und die Erde in ihrer "Ruheenergie" sind? ?
Energie bleibt nicht erhalten, wenn sie von Beobachtern in verschiedenen Rahmen betrachtet wird. Keiner der Beobachter würde in ihren Berechnungen etwas Ungewöhnliches erkennen. Beachten Sie, dass ein Teil Ihrer Frage auf den Wunsch hinweist, beide Beobachter zu sein, dh gleichzeitig in verschiedenen Frames zu sein. Da dies nicht möglich ist, ist die Frage möglicherweise nicht gültig. Aber ich halte mich zurück, zu sagen, dass es nicht gültig ist, weil jemand, der schlauer ist als ich, wahrscheinlich eine gute Antwort geben würde – weshalb ich nur kommentiere.
Wenn Sie alle Vorkommen des Wortes "invariant" entfernen und das Wort "Masse" überall in "Impuls" ändern würden, wäre dies vollkommen richtig

Antworten (2)

Ja, die Energie und der Energieanstieg hängen alle von Ihrem Bezugssystem ab, aber das ist NICHT speziell für die Relativitätstheorie! Dasselbe passiert in der klassischen Mechanik.

Ich habe eine ähnliche Antwort auf die Frage "Können Sie Ihre absolute Geschwindigkeit im Weltraum angeben?" geschrieben.

Betrachten Sie die reguläre Gleichung der Newtonschen Mechanik, K e = 1 2 M v 2 . Wenn Sie 50 kg wiegen, sich mit 0 Metern pro Sekunde bewegen und um 1 Meter pro Sekunde beschleunigen möchten, brauchen Sie 0,5 ∗ 50 ∗ 1 = 25 Joule Energie. Wenn Sie sich bewegen 1000 Meter pro Sekunde (etwa die dreifache Schallgeschwindigkeit in unserer Atmosphäre) und Sie um einen Meter pro Sekunde beschleunigen wollen, brauchen Sie 0,5 × 50 × ( 1001 2 − 1000 2 ) = 50025 Joule Energie.

Diese Tatsache bedeutet nicht, dass es einen speziellen Referenzrahmen gibt, noch dass Sie Ihre Geschwindigkeit durch den Raum bestimmen können, noch irgendetwas anderes Seltsames! Hier gibt es keine spezielle Relativitätstheorie, nur alltägliche klassische Mechanik.

Sie sollten Energie in der klassischen Mechanik besser verstehen, bevor Sie sich mit Energie in der speziellen Relativitätstheorie befassen!

Ich verstehe die Konzepte der Newtonschen Physik, aber worauf ich hinaus will, ist die Tatsache, dass die Energie nicht linear zu 1/2mv <sup>2</sup> ist, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. Ursprünglich war diese Frage darauf ausgerichtet, zu hinterfragen, warum die Masse näher an die Lichtgeschwindigkeit heranwächst, aber zu viele Leute erklärten, dass die Energie eher mit zunehmender Geschwindigkeit als die Masse zunimmt.
@NeilGraham Ich denke, Sie sollten vorsichtiger sein, und ich denke immer noch, dass dies Ihre Frage beantwortet. Der Gedankengang „Wenn die Energie unendlich wird, wenn Sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, messen wir einfach unsere Energie, um unsere absolute Geschwindigkeit im Universum zu finden“ ist ein Trugschluss, aber er ist in der klassischen Mechanik aufgrund des Quadrats genauso verlockend klassische kinetische Energie. Der Titel (insbesondere der Satz "wenn es keine bestimmte Geschwindigkeit im Universum gibt") hat mich dazu gebracht, dieses Missverständnis anzusprechen. Zum Großteil des OP gibt es nichts zu sagen, aber "ja, das stimmt, Energie ist relativ".
Ich verstehe, was du sagst.

Nimmt das Konzept der Masse zu, wenn es sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, basierend auf der Tatsache, dass dies nur relativ zum Beobachter gilt?

Wenn Sie sagen, dass die Masse zunimmt, meinen Sie, dass die Energie zunimmt. Sie möchten keine unterschiedliche Masse für Kräfte in verschiedenen Richtungen haben, daher wird die Idee, dass sich die Masse mit der Geschwindigkeit ändert, jetzt aufgegeben. Sie haben Energie statt Massezunahme, wenn die Geschwindigkeit zunimmt, und Sie müssen lernen, wann Sie Energie und Masse einsetzen müssen. Zum Beispiel ist Energie die Quelle der Schwerkraft, nicht Masse.

Masse wird zu etwas, das Ihnen sagt, wie Sie Energie und Impuls ausbalancieren, wenn die Masse gleich Null ist. Wenn die Masse nicht Null ist, übersteigt die Energie den Impuls um einen Betrag, der von der Masse abhängt.

Und dann ist da noch der Punkt, dass die Energie von Ihrem Körperbau abhängt. Energie hängt von Ihrem Beobachter ab, ebenso wie Impuls.

Aus der Perspektive des Menschen auf der Erde haben die Masse der Person im Raketenschiff und das Raketenschiff selbst eine unveränderliche Masse, die größer ist als ihre Ruhemasse

Absolut nicht. Sie können nicht eine invariante Masse relativ zu einem Beobachter sagen. Ein unveränderliches Ding hängt nicht vom Beobachter ab. Zum Beispiel hängt das Gleichgewicht von Energie und Impuls eines Systems nicht vom Beobachter ab, und das ist die Masse des Systems. Und es ist nicht die Summe der Massen der Teile.

Wenn es im Universum keine bestimmte Geschwindigkeit gibt, sondern nur relative Geschwindigkeiten, wie nimmt dann die Energie zu, wenn sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert?
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