Hva er relativ hastighet?

Relativ hastighet refererer til hastigheten og retningen til et objekt i forhold til annen referanse. Det er ingen standardreferanse for en relativ hastighet; noen referanser, for eksempel bakken, er imidlertid mye mer praktisk enn andre. På grunn av dette prinsippet er det mulig å beskrive det samme objektet som å ha flere forskjellige hastigheter, hver med en annen referanseramme. Lysets hastighet er imidlertid ikke en relativ hastighet i denne forstand.

Vanligvis må alle hastigheter være relativt til noen treghetsrammer. Enhver referanseramme i rommet som ikke akselererer, er like passende. Jordens overflate er en god tilnærming for en treghetsramme når avstander som er involvert ikke er for store. Dette er fordi små områder av det ser ut til å være flate og stasjonære; det vil si at gjenstander ser ut til å være i ro når de beveger seg i samme hastighet som bakken. Når avstandene blir for store, er det ikke lenger fornuftig å gi hastigheter i forhold til bakken - på grunn av jordens rotasjon, beveger forskjellige deler av kloden seg i forskjellige retninger.

For eksempel er det forstått at en hastighet på 112,7 km per time på motorveien er relativt til den "stasjonære" bakken. Dette er fordi jordens overflate roterer rundt kjernen, og Jorden reiser rundt solen. Solsystemet dreier seg selv rundt sentrum av Melkeveis galaksen, og så videre. Derfor er en hastighet bare nyttig når den er i forhold til noen referanseramme. En hastighetsgrense for motorveien er faktisk en relativ hastighetsgrense.

Den danske astronomen Ole Christensen Rømer målte lysets hastighet først i 1676. Han sammenlignet tiden det tok lys å reise fra Jupiters måne Io da Jorden var i forskjellige avstander fra den. Da Jorden var lenger fra Jupiter, tok det merkbart lengre tid før lyset kom. Ukjent med Rømer oppfører lys seg imidlertid ikke på samme måte som vanlig materie. Lysets hastighet, og for all elektromagnetisk stråling, er konstant uavhengig av hvem som observerer den.

I 1905 foreslo den tyske fysikeren Albert Einstein teorien om at en observatørs bevegelse ikke påvirker lysets hastighet. Dette gjennombruddet tjente som grunnlag for teorien om spesiell relativitet. Implikasjonene, selv om det ikke ofte merkes i løpet av hverdagen, er vidtrekkende innen fysikk. I hovedsak betyr prinsippet at lysets hastighet ikke er en relativ hastighet i forrige forstand. Snarere er tiden i seg selv avhengig av en observatørs bevegelse.