光を追いかけたらどうなりますか。

水中の光の速度は秒速約22.5万㎞だそうです。

光源が入った水槽を慣性系の宇宙に浮かべ、その外の真空中を宇宙船で水中の光と同じ方向に光源に対して秒速22.5万㎞で飛ぶと、水中の光の速度はどのぐらいに見えますか。

No.7 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/02/03 08:23

あー、なんか話がややこしくなりつつあるな。

水中の光は多少レイリー散乱するから
それを観測系が間近で観測するというのはどうかな？

水中の光の速度は真空中の光の速度より小さいので
理論上は水中の光を、水中の光の速度と同じ速度で
追走しながら観測することは可能。

特殊相対論は、相対速度ゼロをローレンツ変換で
相対速度非ゼロには変換しないので、
観測者からは水中の光は「止まって見える」

特殊相対論は時空上の同一の事象が
ローレンツ変換によって別の事象に分裂したり
しないことを保証してる。
静止系で並走ができているなら、観測者の系でも
並走ができてないとおかしい。

No.6 回答者： himagene 回答日時： 2023/02/02 17:05

光源は水中で静止しており水槽の速度もゼロですね。

真空中を飛行する宇宙船に届く光は水槽から真空中に出て伝わってきたものです。したがって光の速度は真空中の速度であり、ドップラーシフトした分だけ波長が違って見えるだけです。長波長になるか短波長になるかは光源から遠ざかるか光源に近づくかによります。
つまり、秒速22.5万㎞の宇宙船から見ると光源の波長は元の波長の2.65倍か0.38倍に見えます。

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/02/02 09:03

相対速度がゼロなら、ローレンツ変換しても

相対速度はゼロのままなので

「止まって見える」

No.4 回答者： yo4da10 回答日時： 2023/02/02 07:19

光を追いかけるのは永久に無理です。

理論的に無理に例えると、時間が止まる。
光と同じ速度では、何も見えない。

No.3 回答者： 芝生最高 回答日時： 2023/02/02 01:45

追いかけても分からないものばかりさ

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2023/02/02 00:17

簡単です。

速度の加法則から、u=22.5万㎞/s とすると
　u'=(u-u)/(1-u²/c²)=0

https://risalc.info/src/relativity-velocity-addi …

No.1 回答者： ぱんだぱんだな 回答日時： 2023/02/02 00:04

時間が遅くなるので秒速22.5万kmに見えます。

光と同じ速さで動くのは不可能でどの速度で移動しても光の速さは一定です。