Pitanja, odgovori i razgovori

Relativističko zbrajanje brzina

Nikola iz Zagreba pita:

Imam za Vas pitanje s područja teorije relativnosti i (ne)mogućnosti putovanja brzinom većom od c. Zamislimo letjelicu, koja se u svemiru, daleko od svih orijentira i fizikalnih utjecaja ostalih svemirskih objekata giba jednoliko pravocrtno brzinom od recimo 0.6c u odnosu na Zemlju. Budući da se prema vanjskom svijetu iz broda ne može ustanoviti giba li se on ili ne, jer se bez promjene brzine ne očituju nikakve sile, ljudi bi u njemu mogli pretpostaviti da on stoji i s njega lansirati manju letjelicu brzinom od također 0.6c. Ona bi se tada u odnosu na Zemlju ili neki drugi objekt gibala brzinom od 1.2c. Pretpostavimo da je veći brod prethodno lansiran sa Zemlje. Ne može li se tako brzina povećavati u nedogled? Najvjerojatnije je da ćete mi odgovoriti lekcijom iz relativističkog zbrajanja brzina i ono bi u ovom slučaju rezultiralo brzinom mjerenom sa Zemlje.

KK:

Da, odlično ste anticipirali moj odgovor: relativističko zbrajanje brzina je takvo da bi mjerenje brzine manje letjelice sa Zemlje dalo rezultat 0.88c, a ne 1.2c. (Formula je (0.6+0.6)/(1+0.6*0.6).)

Nikola:

No, može li se ta brzina izmjeriti ili uopće zamijetiti - opaziti. U svim ti zamišljenim pokusima it teorije relaivnosti govori se da bi se nešto na neki način promatralo ili opazilo. Međutim, takav neki način u praksi ne postoji. Nije li to možda osnovni problem u konstrukciji cijele teorije?

KK:

Nije. Te se brzine mogu bez problema mjeriti i takvi pokusi nisu samo zamišljeni. Postoje na primjer eksperimenti u kojima se mjerila brzina fotona emitiranih od strane piona (pioni su specijalne subatomske čestice desetak puta lakše od protona). Premda su sami pioni letjeli brzinom od 0.99975c, mjerenja su pokazivala da je relativno prema laboratoriju brzina emitiranih fotona svejedno c (do na grešku eksperimenta koja je bila oko desetinke promila), a ne 1.99975c kao što bi sugeriralo naivno zbrajanje brzina. Ovaj konkretan eksperiment je izveden 1964. u CERN-u, ali postoje i brojni drugi eksperimenti koji neposredno potvrđuju da je naivno zbrajanje brzina pogrešno.

Srodne teme:   —   Specijalna teorija relativnosti   —