Есть два объекта, движущиеся в противоположные стороны с определёнными скоростями, и есть наблюдатель между ними. Таким образом, есть три системы. Задача - в том, чтобы определить скорость объектов (здесь - двух фотонов) относительно друг друга. Для этого и применяется релятивистское сложение скоростей, результат которого не может быть выше c.
нет, преобразование скоростей делается если нужно из скорости объекта относительно одной исо получить скорость его же относительно другой исо, больше НИГДЕ, потому-что выведена формула этого преобразования из преобразований координат именно для этого единственного частного случая. в преобразования для координат было подставлено уравнение движения относительно одной исо
и было получено уравнение движения того же самого объекта относительно другой исо
. это является прямым решением системы трех уравнений
,
и
. поэтому применять результат этого преобразования для каких то других ситуаций у вас нет никаких оснований. в частности при движении под углом к оси
преобразование выглядит уже по другому
а для того чтобы получить взаимную скорость двух объектов (скорость изменения расстояния между ними) в той же исо, относительно которой и заданы их скорости, то векторы этих скоростей банально вычитаются друг из друга абсолютно так же как и в классической механике.
. в частности если два импульса света разлетаются в противоположные стороны, то расстояние между ними увеличивается со скоростью
, а если под прямым углом друг к другу то
любые преобразования применяются ТОЛЬКО при смене исо, относительно которой описывается ситуация. применяются преобразования в решении задач сто не чаще чем применяются преобразования галлилея в решении задач классической механики. в большинстве задач они не нужны, все считается в одной и той же исо. такое массовое пристальное внимание к преобразованиям существует только потому, что с них начинается первая страница учебника, на которой многие и зависли