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1 # 宇宙觀察
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2 # 艾伯史密斯
答:不是0.8倍光速,而是大約0.69倍光速,這是相對論中的基本算術題。
有些人無法接受相對論,但是這並不重要!
因為相對論是一個經嚴格檢驗的科學理論,無數實驗和資料都支援相對論,而且當代科技中,有大部分成果都依賴於相對論,比如GPS、核能開發等等。
其中“光速不變原理”是相對論的基本假設之一,相對論的關鍵公式是洛倫茲變換,該變換指出:相對運動的物體,其速度的疊加滿足洛倫茲變換:
那麼,對於兩個相對於地面,以0.4倍光速相向而行的物體,它們之間的相對速度是:
v=(0.4c+0.4c)/(1+0.4c*0.4c/c^2)≈0.69c;
即0.69倍光速,並非伽利略變換中的0.8倍光速。
其中原因,是相對論的時空觀,不同於經典力學的時空觀,在相對論中,時間和空間不是絕對的,會隨著物體運動速度的改變而改變。
於是,我們常識中的速度疊加公式失效了,或者說只是洛倫茲變換在低速下的近似公式而已。
如果連這種問題相對論都解釋不了,那麼愛因斯坦就白混了
我們平常計算相對速度就把兩個速度簡單的加在一起就行了,比如計算兩輛車的相對速度就是讓甲車速度加上乙車速度,求來的就是相對速度。
普通的,低速狀態下的相對速度計算公式就是V=v1+v2,這是牛頓的經典力學中的內容適合於日常生活中絕大部分情況。
但是當物體一旦到了非常高的速度之後,牛頓時代的公式就不能再用了,因為牛頓力學只能解釋和預測低速運動狀態下的物體,如果物體達到了非常高的速度,那麼再用牛頓力學就會出現很大的誤差。
題主說問題是兩個0.4c的物體的的相對速度,這就是明顯的高速物體,所以得請出愛因斯坦才行首先光速在任何參照系下的速度都是恆定的每秒30萬公里,也就是說那怕兩束光互相對沖,那麼它們的相對速度也是光速,而不是所謂的二倍光速。
計算超高速物體的相對速度的時候用到的公式是愛因斯坦的相對論公式
V=(V1-V2)/[1-(V1V2/C^2)]
把0.4c的兩個物體代進去就會發現最後的相對速度並不是0.8倍光速而是0.69倍光速。