Composizione relativistica delle velocità
La seguente costruzione interattiva mostra la velocità della luce che emerge da una sorgente puntiforme in quiete nel sistema di riferimento (blu, a sinistra).
Il fronte d'onda è sferico, e i "raggi" luminosi sono perpendicolari al fronte, e quindi sono diretti come i raggi geometrici della sfera. Il modulo di ciascun vettore è pari a , la velocità della luce nel vuoto.
A destra sono mostrati i vettori in un sistema di riferimento che si muove a velocità rispetto ad , così come predetti dalla teoria della relatività galileiana (in alto) e dalla relatività ristretta (in basso).
In entrambi i casi, in generale, la velocità della luce in si compone con la velocità della sorgente che l'ha emessa. Essendo solidale con , tale sorgente si muove a velocità in .
La legge di composizione galileiana in generale varia sia l'angolo di inclinazione di ciascun vettore, sia il suo modulo. Tale legge non è compatibile con il postulato di invarianza della velocità della luce.
In particolare esistono direzioni in cui .
La legge di composizione relativistica varia solo l'angolo ma non il modulo dei vettori velocità, che rimane pari a anche in .
I vettori paralleli alla velocità relativa tra e rimangono invariati.
L'angolo di inclinazione dei rimanenti vettori invece varia. In particolare, per tutti i vettori la componente parallela alla direzione della velocità relativa ha verso opposto a tale velocità relativa, se questa è sufficientemente grande