Vad är relativ hastighet?

Relativ hastighet avser hastighet och riktning för ett objekt i förhållande till någon annan referens. Det finns ingen standardreferens för en relativ hastighet; vissa referenser, till exempel marken, är dock mycket bekvämare än andra. På grund av denna princip är det möjligt att beskriva samma objekt som att ha flera olika hastigheter, var och en med en annan referensram. Ljushastigheten är dock inte en relativ hastighet i detta avseende.

Typiskt måste alla hastigheter vara relativt till någon tröghetsreferensram. Alla referensramar i rymden som inte accelererar är lika lämpliga. Jordens yta är en bra approximation för en tröghetsreferens när referensavstånd inte är för stora. Detta beror på att små delar av det verkar vara platta och stillastående; det vill säga att objekt verkar vara i vila när de rör sig med samma hastighet som marken. När avståndet blir för stort är det inte längre vettigt att ge hastigheter i förhållande till marken - på grund av jordens rotation rör sig olika delar av världen i olika riktningar.

Till exempel förstås det att en hastighet på 112,7 km per timme på motorvägen är relativt den "stationära" marken. Detta beror på att jordens yta roterar runt sin kärna, och jorden reser runt solen. Solsystemet själv kretsar kring mjölkvägstjärnans centrum, och så vidare. Därför är en hastighet endast användbar när den är relativt till någon referensram. En hastighetsgräns för motorvägen är faktiskt en relativ hastighetsgräns.

Den danska astronomen Ole Christensen Rømer mätte först ljusets hastighet 1676. Han jämförde tiden det tog ljus att resa från Jupiters måne Io när jorden befann sig på olika avstånd från den. När Jorden var längre från Jupiter tog det märkbart längre tid innan ljuset kom fram. Icke känt till Rømer uppträder ljus emellertid inte på samma sätt som vanlig materia. Ljushastigheten och all elektromagnetisk strålning är konstant oavsett vem som observerar den.

År 1905 föreslog den tyska fysikern Albert Einstein teorin att en observatörs rörelse inte påverkar ljusets hastighet. Detta genombrott fungerade som grund för teorin om special relativitet. Dess konsekvenser, även om de inte ofta märks under vardagen, är långtgående inom fysikområdet. I princip innebär principen att ljusets hastighet inte är en relativ hastighet i tidigare mening. Snarare är tiden i sig beroende av en observatörs rörelse.