Релятивная механика (стр. 4 из 4)
Многие интуитивно понятные свойства физических величин теряют свой смысл в СТО. Например, относительная скорость перестает быть инвариантной. Частицы, вылетающие вдоль одной прямой с разными скоростями образуют в СТО сложный "веер скоростей" для движущейся системы. Изотропное распределение по скоростям в СТО перестает быть таковым для другой движущейся системы. Никакого заявляемого упрощения в СТО на самом деле нет.
Из СТО вовсе не следует невозможность скоростей
. И добавление о том, что это относится только к скорости передачи сигнала - искусственное добавление (ввиду наличия очевидных контрпримеров к расширенному толкованию). Однако, даже с подобным добавлением остается недостаточно детерминированным понятие сигнала (информации). Например, получая сигнал от вспышки сверхновой, разве мы не уверены, что такая же информация "содержится" на диаметрально противоположном расстоянии от сверхновой, то есть мы знаем об этом со скоростью 
? Или это не информация? Следовательно, в СТО может иметься ввиду только информация на материальном носителе электромагнитной природы, распространяющаяся в вакууме последовательно через все точки пространства от источника до приемника сигнала.Сделаем одно замечание по-поводу "удивительности" релятивистского закона "сложения" скоростей, позволяющего обмениваться световым сигналом, даже когда алгебраическая сумма скоростей оказывается больше
. Обратим внимание на очевидный факт: сигналы для обмена информацией должны посылаться обязательно в направлении объекта, а не в противоположном направлении. Поэтому нет ничего удивительного в обмене сигналов, когда и в классическом случае в результате формального сложения скоростей оказывается 
. Пусть два самолета взлетают с аэродрома 
со скоростями 
и разлетаются друг от друга в противоположных направлениях оси 
(то есть с относительной скоростью 
). Возможен ли между ними обмен звуковыми сигналами? Разумеется! Так как звуковая волна распространяется в воздухе независимо от скорости источника 
в момент испускания сигнала, то первый самолет (пославший сигнал) будет догонять фронт волны, распространяющийся в положительном направлении оси , а второй самолет будет "соревноваться" с фронтом волны, распространяющимся в отрицательном направлении оси . Оба самолета движутся медленнее, чем распространяются соответствующие ближайшие к ним участки фронта волны (Рис. 1.23). 
Таким образом, сумма скоростей в реальности сопоставляется (сложным образом) не со скоростью звука, а с величиной
(а для света - с величиной 
).Очевидно также, что физическое ограничение на величину скорости не может накладываться математикой (тот факт, что под знаком радикала в некоторых выражениях будет стоять отрицательная величина). Надо просто вспомнить, что все формулы СТО получены с использованием обмена световыми сигналами (метод синхронизации Эйнштейна). Если же тело сразу движется быстрее света, то его просто не сможет догнать сигнал, посланный вдогонку. Аналогично можно ввести синхронизацию с помощью звука (и также будут особенности в формулах), но отсюда вовсе не будет следовать невозможность сверхзвуковых скоростей. Скорость распространения возмущений (звуковых или световых) в среде никак не связана со скоростью движения некоторого тела сквозь эту среду.
Взаимосвязь массы и энергии.
Полную энергию свободного тела можно определить как произведение его релятивистской массы на квадрат скорости света в вакууме:
Полная энергия тела пропорциональна его массе. В той ИСО, где тело покоится, его собственная энергия (энергия покоя или внутренняя энергия) равна: 
. Энергия покоя тела является его внутренней энергий. Она состоит из суммы энергий покоя всех частиц тела, кинетической энергии всех частиц относительно общего центра масс и потенциальной энергии их взаимодействия. Следовательно, энергия покоя (и масса покоя) тела не равна сумме энергий покоя (масс покоя) частиц, из которых состоит тело. Т.е. в релятивистской механике не выполняется закон сохранения массы покоя. Например, масса покоя атомного ядра меньше суммы масс покоя частиц, входящих в ядро.
Кинетическая энергия свободного тела представляет собой разность между полной энергией тела и энергией покоя: 
.
Т.о. при малых скоростях получаем известную формулу 
.
В этом случае кинетическая энергия значительно меньше энергии покоя. В случае релятивистских частиц - наоборот, можно считать, что полная энергия частицы равна кинетической энергии.
Между полной энергией, энергией покоя и импульсом существует следующая связь: 
.
Если изменяется энергия системы, то изменяется и ее масса: 
. Всякое изменение любой энергии (тела, частицы, системы тел) на 
сопровождается пропорциональным изменением массы на m.
Нельзя говорить, что при этом масса переходит в энергию. В действительности энергия переходит из одной формы (механической) в другие (электромагнитную и ядерную), но любое превращение энергии сопровождается превращением массы.