Zoli írta:
> Ha egy autó fénysebességgel halad, és bekapcsolja az első, illetve hátsó fényszórót, mi történik?
Az égvilágon semmi. Az autó ugyanis nem haladhat fénysebességgel.
Nem azért, mert autó: rakéta sem haladhat fénysebességgel. Semmilyen más tárgy sem. Ez a relativitáselmélet alapelveiből következik, és minden eddigi kísérlet (évtizedek óta, másodpercenként többmilliárd kísérlet!) alátámasztotta.
Ezért az eredeti kérdésnek nincs értelme.
Ha viszont az autó (vagy rakéta) egy picivel is lassabban halad (mondjuk hozzád képest), mint a fénysebesség, akkor az inerciarendszerek egyenértékűsége miatt nézhetjük a szitut abból a koordinátarendszerből is, amelyben az autó áll (te meg majdnem fénysebességgel repülsz hátrafelé...). Ekkor a kérdés így szól: mi történik, ha egy álló autó bekapcsolja az első, illetve hátsó fényszórót? (Tekintsünk el attól az apróságtól, hogy hátsó fényszóró nem minden autóra van felszerelve...)
A válasz: előbb-utóbb lemerül az akku. De addig is: előre és hátrafelé fénysebességgel terjedő fénysugár indul ki a fényszórókból. Szó sincs arról, hogy a fény beragadna a lámpába, vagy csak lassan mászna ki belőle!
És mit látsz ebből te, aki az autóhoz képest hátrafelé száguldasz? Nézd a két fénysugarat: a hátsó lámpa sugara feléd tart, egy tőled távolodó forrásból, ezért (a kibocsátotthoz képest) vöröseltolódást szenved (ezt akkor látod meg, amikor utolér a fénysugár), a másik távolodik tőled, ezért nem látod. De ha a kísérlet elején az autó messze mögötted volt, és feléd közeledett, akkor az első lámpa fényét látod, egy közeledő forrásból, ezért ez kékeltolódást szenved.
A hangjelenségekkel kapcsolatban megismert közönséges, klasszikus fizikai Doppler-effektus képletei attól függnek, hogy a forrás vagy az észlelő mozog-e a háttérhez, a hanghullám hordozójához, a levegőhöz képest.
V sebességgel mozgó forrás, illetve észlelő esetén f '= f (1-V/c), illetve f '= f/(1+V/c). Itt f a kibocsátott, f ' pedig az észlelt frekvencia, V a mozgó objektum sebessége az (álló) levegőhöz képest, c a hangsebesség.
A relativitáselméletben a fénynek nincs a levegőhöz hasonló hordozója (a hipotetikus éter nem létezik), ezért a két szitu nem különböztethető meg: csak a forrás és az észlelő egymáshoz képesti V sebességének van értelme. Így a kétféle képlet sajátos kombinációja (a jobboldalak mértani közepe) írja le a Doppler-effektust:
f '= f * sqrt [(1-V/c)/(1+V/c)], ahol f és f ' ugyanaz, mint az előbb, V a forrás és az észlelő relatív sebessége, c a fénysebesség, sqrt pedig a mögötte álló zárójeles kifejezés négyzetgyökét jelenti. Ha a V/c arány kicsi (max kb 1 százalék), a három képlet kb ugyanazt adja, nagyobb sebességek esetén jelentős eltérés lép fel. A fénnyel végzett kísérletek természetesen a relativisztikus képletet igazolták.
Összefoglalva: szilárd test (autó, rakéta, proton, fizikus stb) nem mozoghat fénysebességgel. Ha viszont egy kicsit is lassabban megy, a szitu pont olyan, mintha állna (hiszen egy másik, az eredetivel egyenrangú koordinátarendszerben valóban áll). Ezért a fény kibocsátásának és elnyelésének folyamata a szokásos. A terjedő fénysugarakat viszont az egymáshoz képest mozgó megfigyelők más frekvenciájúnak (emellett más hullámhosszúnak, más irányúnak, más intenzításúnak), de továbbra is pont fénysebességgel terjedőnek látják.
Nem igaz, hogy a relativitáselmélet szerint minden relatív! Van, ami relatív, van, ami nem. A frekvencia és a sebesség pl relatív, minden megfigyelő másképp látja. A fénysebesség viszont nem relatív, hanem abszolút, mindenkinek ugyanannyi. (Einstein szerint hasonlóképpen viselkedik az emberi butaság is, bár az nem csak abszolút, hanem egyben végtelen is...
dgy