Сложение скоростей и преобразования лоренца
Из преобразований Лоренца следует, как и должно было быть, новый закон сложения скоростей. Если частица в системе K’ имеет скорость v’ — (v’x, v’y, v’z), то ее скорость в системе K будет иметь компоненты:
vx = (v’x + V) / (1 + Vv’x / c2),
vy = v’y / γ(1 + Vv’x / c2),
vz = v’z / γ(1 + Vv’x / c2).
Так выглядит правильный закон сложения скоростей!
Из этой формулы следует, что если в системе K’ vx’2 + vy’2 + vz’2 = c2, т. е. некоторый объект движется в этой системе со скоростью света, то скорость этого объекта в другой системе K также будет равна скорости света: v2 = vx2 + vy2 + vz2 = с2.
Преобразования Лоренца и следующий из них закон сложения скоростей отражают свойства физического пространства и времени. Закон сложения скоростей справедлив безотносительно к тому, что движется.
То, что в природе нашелся реальный объект, имеющий скорость света, не имеет непосредственного отношения к свойствам пространства и времени.
Из механики следует, что скорость c ≈ 3 • 108 м/с есть предельная, но недостижимая скорость для частицы с массой, отличной от нуля. Такие частицы могут двигаться с любой скоростью, меньшей c. У частиц с нулевой массой выбора нет: они могут двигаться лишь со скоростью, равной c. Преобразования Лоренца имеют математическую особенность: величина γ стремится к бесконечности, когда скорость V системы стремится к скорости света.
При V = c знаменатель в формуле для γ обращается в ноль и формулы преобразования теряют смысл. При V c величина под корнем становится отрицательной и формулы теряют смысл. Такие математические «катастрофы» нуждаются в физической интерпретации, заключающейся в следующем:
скоростью света не может обладать никакой материальный (имеющий массу) объект.
