学帮网超光速的问题两飞船同时从相距1.8光年的两星系出发,9C,则1年后途中相遇,相对速度实际应该是1.8C,而根据相对论相对速度不应该大于C,这个矛盾怎么解释?
来源：学生作业学帮网 编辑：学帮网 时间：2024/05/15 14:29:51
超光速的问题
两飞船同时从相距1.8光年的两星系出发,9C,则1年后途中相遇,相对速度实际应该是1.8C,而根据相对论相对速度不应该大于C,这个矛盾怎么解释?
相对论中的观测者及其所在的惯性系很重要,当我们描述一个现象时,一定要明确这是哪位观察者说的,这位观察者相对于哪个惯性系静止（暂不考虑广义相对论所涉及的非惯性系）.如果这两者中的一个不明确,那描述就可能是无意义的；如果这两者都不明确,那描述肯定毫无意义.不同观察者的描述可以大相径庭,但彼此却又没有内在的矛盾,还可以通过洛仑兹变换相互“翻译”.就像一个立方体,你从一个侧面正对着看过去是一个正方形,转一个角度就变成了两个矩形,再转一个角度还可能是三个菱形.这三种不同形状的描述哪个对?都对!这里的旋转角度的变换,与上述的洛仑兹变换的作用是类似的.
严格地重述你所说的情景（添加了一些条件,也改变了一些条件,但无损于你的问题的本质）——
取地面惯性系及其中的观察者A.A看见：飞船以0.9c（c为光速）向东飞行,飞船尾部向后发射的电子以0.9c向西飞行.
取飞船惯性系及其中的观察者B,取电子惯性系及其中的观察者C.B看见：A以0.9c向西飞行,C以0.9945c向西飞行（请用相对论的速度叠加公式,而不要用那个看似理所当然但实际并不精确符合宇宙运行规则的伽利略速度合成法则）.C看见：A以0.9c向东飞行,B以0.9945c向东飞行.
注意!A还可以看到：B相对于C以1.8c向东飞行,而C相对于B以1.8c向西飞行.这里似乎出现了超光速,但这不违反相对论!相对论禁止的是直接相对于观察者的超光速,并不禁止在某观察者看来的第二物相对于第三物这种间接的超光速!注意领悟其中的微妙之处.
我看你的问题就在于没有明确观察者：“它们相对于对方来说的速度”如果是A的观点,那就是1.8c；如果是B或C的观点,那就是0.9945c.
相对论是很有趣的,也常常是很难理解的.就中等智力水平的我的个人经验来说,大约是在十几年的时间里断断续续反反复复地看了狭义相对论十几遍,才终于可以确认：啊,我已经入门啦!请以更大的耐心和兴趣不断学习相对论吧!