Задачка про нейтронную звезду или что такое скорость?
Имеется некая звезда с очень мощными магнитными полями. Этими полями она разгоняет заряженные частицы до субсветовых скоростей. Протоны до 0.9 c , электроны ещё быстрее, но пусть тоже будет 0,9 с. Протоны - на север, электроны на юг (можно наоборот, но это не важно).
на сколько километров в секунду будет удаляться протон от одновременно с ним вылетевшего электрона, с точки зрения наблюдателя, поселившегося на пульсаре?
Чему равна скорость электрона, с точки зрения наблюдателя, оседлавшего протон?
Ответы (3):
А в чём проблема? Типичная задача СТО для старшеклассников. С точки зрения пульсара - v1 + v2 = 1,8c. С точки зрения протона (и электрона) - (v1 + v2)/(1 + v1*v2/c^2) = 1,8c/(1+0,9^2) = 1,8с/1,81 = 0,994с.
Тут опять всё упирается в то, реальна ли скорость или иллюзорна. Скорость электрона с точки зрения протона - реальна. Это перемещение одного объекта (электрона) относительно другого (протона) с точки зрения наблюдателя связанного с этим другим (опять же протоном). То есть тут в полный рост имеем объект и наблюдателя в своей системе отсчёта.
Если же мы не являемся ни тем, ни другим, то сложение скоростей вообше не имеет никакого смысла. Ну да, можно сложить 0,9 и 0,9, любым пришедшим в голову способом, но такое сложение не соответствует никакой физической реальности, ибо при этом не возникает связи между протоном и электроном. Запрет на превышение скорости света соблюдается только для связанных систем - когда есть объект и наблюдатель и рассматривается движение объекта относительно этого наблюдателя. Формула Лоренца, безусловно, остаётся спараведливой, но только если мы зададимся целью узнать скорость электрона в системе отсчёта, связанной с протоном. Вне такой связи вопрос даже и ставить нельзя...
В любой другой ситуации мы бы просто сложили бы скорости, это и было бы скоростью расхождения объектов движущихся в противоположных направлениях.
А здесь возникает вопрос: можно ли складывать скорости света, являющиеся максимальными скоростями во вселенной?
Почему бы и нет?
Правда, для наблюдателя с протона, она, возможно, и не покажется удвоенной, но для стороннего наблюдателя такой и будет.