Задача про космический корабль
Читаю сейчас лекции по физике Ричарда Фейнмана и хочу поделиться с вами классной задачей по теории относительности.
Задача 1:
Дано: летит космический корабль со скоростью 1/2 скорости света. Внутри него летит объект, скорость которого тоже равна 1/2 скорости света. Летят они оба в одном направлении, естественно.
Вопрос: со стороны внешнего наблюдателя какова будет скорость объекта внутри корабля (задача абстрактная, поэтому и корабль прозрачный и, допустим, сферический).
Решение, кажущееся очевидным: складываем две скорости и получаем скорость света как ответ. Безусловно, это неправильно.
Решение правильное: у нас же теория относительности. А значит время, которое на корабле, течёт медленнее, чем время независимого объекта. Поэтому скорость объекта внутри корабля будет разной для наблюдателя внутри корабля и вне корабля, так как у них разное время, а время есть в знаменателе при расчете скорости.
Мы должны поправить наше сложение скоростей следующим знаменателем:
1 + uv/c^2
Где u — скорость корабля
v — скорость объекта внутри корабля
c — скорость света.
Подставляем: 1 + (1/2с*1/2с) / с^2 = 1 + 1/4с^2/с^2 = 1 + 1/4 = 5/4. Вспоминаем, что это знаменатель, а в числителе скорость света.
Значит, правильный ответ: 4/5 скорости света.
Просто невероятно относительно!