Что такое относительная скорость?

Относительная скорость относится к скорости и направлению объекта относительно некоторой другой ссылки. Нет стандартного эталона для относительной скорости; однако некоторые ссылки, такие как земля, гораздо удобнее, чем другие. Благодаря этому принципу можно описать один и тот же объект как имеющий несколько разных скоростей, каждая из которых имеет свою систему отсчета. Однако скорость света не является относительной скоростью в этом смысле.

Как правило, все скорости должны быть относительно некоторой инерциальной системы отсчета. Любая система отсчета в пространстве, которая не ускоряется, одинаково подходит. Поверхность Земли является хорошим приближением для инерциальной системы отсчета, когда задействованные расстояния не слишком велики. Это потому, что небольшие области этого, кажется, плоские и стационарные; то есть объекты кажутся неподвижными, когда они движутся с той же скоростью, что и земля. Когда расстояния становятся слишком большими, больше не имеет смысла давать скорости относительно земли - из-за вращения Земли разные части земного шара движутся в разных направлениях.

Например, понятно, что скорость 70 миль (112,7 км) в час на шоссе относительно «стационарного» грунта. Это потому, что поверхность Земли вращается вокруг своего ядра, а Земля движется вокруг Солнца. Сама Солнечная система вращается вокруг центра галактики Млечный Путь и так далее. Следовательно, скорость полезна только тогда, когда она относительно некоторой системы отсчета. Ограничение скорости на шоссе на самом деле является ограничением относительной скорости.

Датский астроном Оле Кристенсен Рёмер впервые измерил скорость света в 1676 году. Он сравнил время, которое потребовалось свету, чтобы пройти от луны Юпитера Ио, когда Земля находилась на разных расстояниях от нее. Когда Земля была дальше от Юпитера, свету понадобилось заметно больше времени. Однако без ведома Рёмера свет ведет себя не так, как обычная материя. Скорость света и всех электромагнитных излучений постоянна независимо от того, кто ее наблюдает.

В 1905 году немецкий физик Альберт Эйнштейн предложил теорию, согласно которой движение наблюдателя не влияет на скорость света. Этот прорыв послужил основой для теории специальной теории относительности. Его последствия, хотя они обычно не заметны в повседневной жизни, имеют далеко идущие последствия в области физики. По сути, принцип означает, что скорость света не является относительной скоростью в предыдущем смысле. Скорее, само время зависит от движения наблюдателя.