Скорость фотона. Почему она константа?

Question

Если из одной точки, но в противоположные стороны, вылетают два фотона.

Или так:
Если из точки А выезжают две машины со скоростью 100 км/ч, то через один час каждая машина проедет 100 км, а суммарно расстояние между ними составит 200 км
Так ведь получается, что расстояние между машинами увеличивалось со скоростью 200 км/ч. Так?

Или обратный процесс. Две машины движутся навстречу друг другу со скоростью 100 км/ч, что эквивалентно скорости сближения 200 км/ч. т. е. в точке встречи КАЖДОМУ водителю будет казаться, что встречная машина едет со скоростью 200 км/ч. так ведь?

Почему же в таком случае суммарная скорость фотонов все равно равна скорости света, а не суммируется. почему "Е" не складывается в случае соударения двух фотонов

Answer 1

Сейчас попробую "на пальцах". У тебя есть система отсчета. Какая-то. К чему она привязана? Ищи в задаче слова "относительно" или "наблюдатель" и, возможно, угадаешь подразумеваемую систему отсчета.

"Обычная" cкорость показывает, как быстро пространственные кординаты объекта (одного) меняются - машины твоей и т. п. В заданной системе отсчета. Если не боишься, можно даже посмотреть определение скорости - увидишь там какую-нибудь производную радиус-вектора по времени. Нет в определении скорости двух объектов - есть только один и подразумеваемая система отсчета.

Если две машинки бегут относительно наблюдателя, то у каждой своя скорость. А "скорость изменения расстояния между ними" ищется без всякой ТО.
А вот если ты хочешь пересчитать какую-то (обычную) скорость какого-то объекта в другую систему отсчета, вот тогда нужны "хитрозадые" формулы из ТО.

Answer 2

Константа - скорость света в вакуме в инерциальной системе отсчёта. Это экспериментальный факт (точне, следствие огромного числа различных экспериментов и наблюдений) . Так устроен наш мир. Боле точно постулат звучит так: скорость света не зависит от скорости движения его источника. Со светом (фотоном) невозможно связать какой-либо физической системы отсчёта, поэтому бессмысленно говорить о скорости относительно фотона.

А вот с точки зрения стороннего наблюдателя скорость разбегания двух фотонов, летящих в противоположных направлениях, равна 2c. Это означает, что через секунду после испускания они будут примерно на расстоянии 600 тыс. км друг от друга (совсем как в случае с автомобилями) .

Answer 3

Для фотона эта скорость - предел его возможностей, связанный со свойствами вакума. Вакум - эта среда, которая накладывает ограничения на скорость фотона.