Hur kan ljusets hastighet vara konstant?

Ett objekts hastighet är alltid i förhållande till något annat, men detta verkar inte finnas med i bilden när fysiker pratar om ljusets hastighet. Det gör det svårt att förstå för vanligt folk. Går det att reda ut detta?

Om vi tänker oss ett föremål som är på väg bort från jorden med halva ljushastigheten och som sänder ut ljus i alla riktningar – vilken hastighet har det ljus som föremålet skickar framåt respektive bakåt, både i förhållande till föremålet och jorden? /Lennart Brandt

Publicerad

Experiment har visat att oavsett hur ljus­källan rör sig är ljusets hastighet konstant.
Bild: Getty images

Svar av Lisa Freyhult, universitetslektor i fysik vid Uppsala universitet

Att ljusets hastighet i vakuum är konstant är ett experimentellt faktum. Det spelar därför ingen roll hur ljuskällan rör sig, hur konstigt det än kan låta. Ett historiskt viktigt experiment som utfördes av Michelson och Morley i slutet av 1880-talet liknar faktiskt det tankeexperiment du beskriver i din fråga. I experimentet lät man ljusstrålar färdas i olika riktningar genom en experimentuppställning. Eftersom experimentet utfördes på jorden, som rör sig genom rymden, tänkte man sig att ljusets relativa fart borde skilja sig åt beroende på vilken väg ljuset tog genom experimentet. Detta visade sig dock inte vara fallet.

Resultatet förvånade den tidens fysiker och blev upptakten till att Einstein utvecklade den speciella relativitetsteorin. Den ger oss verktyg att räkna på hastig­heter ända upp till ljusets.

Fråga en forskare

Har du en fråga till en forskare? Mejla fraga@fof.se

Om jag går och samtidigt kastar en boll framåt i min rörelseriktning blir bollens hastighet relativt marken summan av min hastighet och den hastighet jag kastar med. Kastar jag i stället bollen bakåt medan jag går så blir dess fart relativt marken differensen av bollens och min fart. Detta sätt att beräkna hastigheter fungerar bra i vår vardag men är egentligen inte helt exakt, utan en förenkling. Vid väldigt höga hastigheter, i närheten av ljushastigheten, leder denna förenkling till helt felaktiga svar. Där måste man använda relativitetsteorin när man räknar på hastigheter nära ljusets.

Texten är uppdaterad senast 23 juni klockan 15:55.

F&F i din mejlbox!

Håll dig uppdaterad med F&F:s nyhetsbrev!

Beställ nyhetsbrev

Kunskap baserad på vetenskap

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

Inlogg på fof.se • Tidning • Arkiv med tidigare nummer

Beställ i dag!
Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor