Om ett rymdskepp åker mot en stjärna, hur snabbt kommer det inkommande ljuset mot rymdskeppet?

Jag fick en fråga på mitt fysikprov som jag inte är helt överens med lärarna om. Frågan lyder: Om ett rymdskepp åker mot en stjärna i konstant hastighet, hur snabbt kommer det inkommande ljuset mot rymdskeppet? I facit stod det ljusets hastighet men jag tycker att det borde vara skeppets hastighet adderat med ljusets hastighet. Hur är det egentligen?

Frågan ställdes 2017-12-20 av Albin, 17 år.

Hade det varit något annat objekt än ljuspartiklar (fotoner) som färdats emot rymdskeppet med en hastighet som varit lägre än ljusets hastighet, hade det varit helt korrekt att addera skeppets hastighet med objektets hastighet för att få reda på hur snabbt objektet rör sig emot rymdskeppet.

Men ljuspartiklar är speciella eftersom de rör sig med den högsta tillåtna hastigheten enligt Einsteins Speciella Relativitetsteori. Denna teori säger även att inga objekt är tillåtna att röra sig snabbare än ljusets hastighet, som är en sorts maximal gräns för hur höga hastigheter kan vara. Det är därför som ljuspartiklarna rör sig emot rymdskeppet med en hastighet som är endast ljusets hastighet.

Frågan besvarades av Rebecca Lodin, doktorand i teoretisk fysik vid institutionen för fysik och astronomi.