Лоренцеве укорочення, або Лоренцеве скорочення, або Фіцджеральдове скорочення, також відоме як релятивістське скорочення довжини або масштабу тіла, що рухається — явище, пов'язане зі зменшенням довжини об'єкта, виміряної спостерігачем, який рухається з будь-якою ненульовою швидкістю щодо об'єкта. Це скорочення (що більш формально в англомовній літературі зветься скорочення Лоренца англ. Lorentz contraction або скорочення Лоренца — Фітцджеральда (англ. Lorentz–FitzGerald contraction)), як правило, помітне лише при швидкостях, близьких до швидкості світла. Скорочення довжини відбувається тільки в напрямку, паралельному до відносного руху тіла. Цей ефект незначний при щоденних швидкостях, і ним можна знехтувати для всіх звичайних цілей. Тільки на великих швидкостях він стає актуальним. При швидкості 13 400 000 м/с, 0,0447 c) розмір зменшеної довжини становить 99,9 % довжини в стані спокою; зі швидкістю 42 300 000 м/с, 0,141 c), скорочена довжина ще 99 %. У міру того як значення швидкості наближається до швидкості світла, ефект починає домінувати, як це видно з формули:
де
- L0 — [en] (довжина об'єкта в системі спокою),
- L — довжина, яку бачить спостерігач у системі відліку, що рухається відносно об'єкта,
- v — швидкість руху спостерігача відносно об'єкта,
- c — швидкість світла,
- γ(v) — фактор Лоренца, що визначається як
- .
У цьому рівнянні вважається, що об'єкт паралельний до своєї траєкторії. Для спостерігача в відносному русі довжина об'єкта визначається шляхом вирахування одночасно вимірюваних відстаней обох кінців об'єкта. Для більш загальних перетворень, дивись перетворення Лоренца. Спостерігач у стані спокою, що спостерігає об'єкт, який рухається із швидкістю, дуже близькою до швидкості світла, буде спостерігати довжину об'єкта в напрямку руху як дуже близьку до нуля.
Історія
Скорочення довжини постульовали Джордж Фітцджеральд у 1889 році і Гендрік Антон Лоренц у 1892 році для пояснення негативного результату експерименту Майкельсона — Морлі і щоб, таким чином, врятувати гіпотезу нерухомого ефіру ([en]). Хоча обидва, Фітцджеральд і Лоренц, натякали на те, що електростатичні поля в русі деформовані («еліпсоїд Гевісайда» названий на честь Олівера Гевісайда, який вивів цю деформацію з електромагнітної теорії в 1888 році), це вважалося гіпотезою ad hoc, тому тоді не було достатніх підстав вважати, що міжмолекулярні сили поводяться так само, як електромагнітні.
У 1897 році Джозеф Лармор розробив модель, у якій всі сили вважалися електромагнітного походження, і скорочення довжини виявилося прямим наслідком цієї моделі. Проте, як було показано Анрі Пуанкаре в 1905 році, електромагнітні сили самі по собі не можуть пояснити стабільність електрона. Таким чином, він повинен був придумати ще одну спеціальну гіпотезу: неелектричні сили зв'язку, що забезпечують стабільність електрона, дають динамічне пояснення скорочення довжини, і, таким чином, приховують рух нерухомого ефіру.
Зрештою, Альберт Ейнштейн у 1905 році був першим, хто повністю забрав статус «ad hoc» з гіпотези скорочення, продемонструвавши, що це скорочення не вимагає руху через гіпотетичний ефір, але може бути пояснене за допомогою Спеціальної теорії відносності, яка змінила уявлення про простір, час і одночасність. Точка зору Ейнштейна була додатково допрацьована Германом Мінковським, який надав геометричну інтерпретацію всіх релятивістських ефектів, вводячи поняття чотиривимірного простору-часу.
Основа в теорії відносності
Перш за все, розгляд скорочення Лоренца вимагає ретельного аналізу методики вимірювання довжини нерухомих і рухомих об'єктів. Тут, «об'єкт» просто означає відстань із кінцевими точками, які завжди перебувають взаємно в стані спокою, тобто знаходяться в стані спокою в тій же інерціальній системі відліку. Якщо відносна швидкість спостерігача (або його вимірювальних приладів) і об'єкта, за яким ведеться спостереження, дорівнює нулю, то [en] об'єкта може бути просто визначено шляхом безпосереднього прикладення лінійки. Однак, якщо відносна швидкість > 0, то можна вчинити так: Спостерігач встановлює ряд годинників, які синхронізовані або а) завдяки обміну світловими сигналами, як пропонував Ейнштейн (синхронізація Ейнштейна), або б) «повільній синхронізації перенесення», тобто, один годинник переноситься уздовж ряду годинників дуже повільно, на межі нульової швидкості. Тепер, коли процес синхронізації завершився, об'єкт переміщається уздовж ряду годинників, і кожен годинник зберігає точний час, коли лівий або правий кінець об'єкта минає його. Після цього спостерігач повинен тільки стежити за положенням годинника А, що зберіг час, коли лівий край об'єкта проходив повз нього, і годинника В, при якому правий край об'єкта проходив повз нього одночасно. Очевидно, що відстань AB дорівнює довжині рухомого об'єкта. При використанні цього методу визначення одночасності має вирішальне значення для вимірювання довжини рухомих об'єктів.
Інший спосіб полягає у використанні годинника із зазначенням його власного часу , який переміщається від одного кінця стрижня до іншого за час як виміряний годинниками в системі спокою стрижня. Довжина стрижня може бути обчислена шляхом множення часу переміщення на його швидкість, таким чином, в системі спокою стрижня або в системі спокою годинника.
У ньютонівській механіці одночасність і тривалість часу абсолютні, а отже, обидва методи призводять до рівності і . Проте в теорії відносності постійність швидкості світла у всіх інерційних системах відліку у зв'язку з відносністю одночасності і уповільненням часу руйнує цю рівність. У першому методі спостерігач в одній системі відліку стверджує, що кінці об'єкта виміряні одночасно, але спостерігачі в усіх інших інерційних системах відліку будуть стверджувати, що кінці об'єкта не були виміряні одночасно. У другому методі, моменти часу і не збігаються через сповільнення часу, що призводить теж до різних довжин. Відхилення між вимірюваннями в усіх інерційних системах відліку задається формулами перетворення Лоренца і уповільнення часу (див Виведення). Виявляється, що власна довжина залишається незмінною і завжди позначає найбільшу довжину об'єкта, але довжина одного й того ж об'єкта, виміряна в іншій інерціальній системі відліку, коротша від власної довжини. Це скорочення відбувається тільки в напрямку руху. Його можна представити наступним співвідношенням (де відносна швидкість і швидкість світла)
Симетрія
Принцип відносності (відповідно до якого закони природи повинні мати однакову форму в усіх інерційних системах відліку) вимагає, щоб скорочення довжини було симетричним: якщо стрижень перебуває в стані спокою в інерціальній системі S, він має власну довжину в S, і його довжина зменшується у S'. Однак, якщо стрижень перебуває в стані спокою в S', він має власну довжину в S', а його довжина зменшується в S. Це можна наочно проілюструвати за допомогою симетричної діаграм Мінковського (або діаграм Леделя), оскільки перетворення Лоренца геометрично відповідає повороту в чотиривимірному просторі-часі.
Перше зображення: Якщо задано стрижень, що перебуває в стані спокою у S', то його кінці розташовані на осі ct' і вісь паралельна до нього. У цій системі відліку одночасними (паралельне осі х') виступають положення кінців О і В, таким чином, власна довжина задається відрізком OB. Але в S одночасними (паралельними осі х) положеннями є О і А, таким чином, скорочена довжина задається відрізком ОА.
З іншого боку, якщо інший стрижень перебуває в стані спокою в S, то його кінці розташовані на осі ct і вісь паралельна йому. У цій системі відліку одночасними (паралельними осі х) положеннями виступають кінці O і D, таким чином, власна довжина задається OD. Але в S' одночасними (паралельними осі х') є позиції O і С, таким чином, скорочена довжина задається OC.
Другий малюнок: Поїзд у стані спокою в системі S і станція в стані спокою в системі S' рухаються з відносною швидкістю . У S знаходиться стрижень із власною довжиною 30 см, тому його скорочена довжина в S' визначається за формулою:
- 18 см.
Якщо стрижень викинути з поїзда і він зупиниться в стані спокою на станції в S', його довжину потрібно виміряти знову, використовуючи методику, описану вище, і в тепер власна довжина 30 см вимірюватиметься в S' (стрижень довший у цій системі), у той час як в S стрижень рухається, і, отже, його довжина скорочується (стрижень коротший у цій системі відліку):
- см.
Експериментальні перевірки
Будь-який спостерігач, що рухається разом із спостережуваним об'єктом не може виміряти скорочення об'єкта, тому що він може судити про себе і про об'єкт, як у стані спокою в тій же інерціальній системі відліку відповідно до принципу відносності (як це було продемонстровано у експерименті [en]). Тому скорочення довжини не може бути виміряне в системі спокою об'єкта, але тільки в системі відліку, у якій об'єкт, за яким ведеться спостереження, рухається. Крім того, навіть у такій, несупутній системі відліку, важко досягти прямих експериментальних підтверджень скорочення довжини, бо при нинішньому стані технологій, об'єкти значного розміру не можна прискорити до релятивістських швидкостей. Єдині об'єкти, що переміщаються із необхідною швидкістю, — атомні частинки, чиї розміри занадто малі, щоб забезпечити пряме вимірювання скорочення.
Проте, існують непрямі підтвердження цього ефекту в несупутній системі відліку:
- Сюди належить негативний результат відомого експерименту Майкельсона — Морлі (а пізніше також [en]).
- Пробіг мюонів при великих швидкостях значно довший, ніж у повільних. Мюони утворюються у верхніх шарах атмосфери, і зважаючи на малий час життя, їх, здавалося б, неможливо зареєструвати на поверхні Землі, однак вони легко реєструються. Товщина атмосфери в системі відліку, пов'язаній із Землею, є власною довжиною, а збільшений пробіг мюонів пояснюється їхнім довшим часом життя завдяки сповільненню часу (див. релятивістське уповільнення часу). Проте в системі відліку, пов'язаній із мюонами, їхній час життя не змінюється, але атмосфера стискається так, що навіть їхнього невеликого пробігу достатньо, щоб досягти поверхні землі.
- Важкі іони, які мають сферичну форму в стані спокою, повинні набувати форми «млинців» або плоских дисків при русі майже зі швидкістю світла. І справді, результати, отримані в результаті зіткнень частинок, можна пояснити тільки тоді, коли спостерігається збільшення густини нуклона у зв'язку зі скороченням довжини.
- Здатність електрично заряджених частинок із великими швидкостями іонізувати речовину вища, ніж очікувалося. У дорелятивістській фізиці здатність повинна зменшуватися при високих швидкостях, оскільки зменшується час, у якому частинки під час руху можуть взаємодіяти з електронами інших атомів або молекул. У теорії відносності вищу за очікувану здатність іонізації можна пояснити скороченням радіуса дії кулонівського поля в системах відліку, у яких частинки рухаються, що підвищує електричну напруженість поля по нормалі до лінії руху.
- У лазерах на вільних електронах релятивістські електрони проходять через ондулятор, так що утворюється синхротронне випромінювання. У власній системі відліку електронів ондулятор стискається, що призводить до збільшення частоти випромінювання. Крім того, щоб з'ясувати частоту, виміряну в лабораторній системі координат, необхідно застосувати релятивістський ефект Доплера. Таким чином, тільки за допомогою скорочення довжини і релятивістського ефекту Доплера можна пояснити вкрай малу довжину хвилі ондуляторного випромінювання.
Реальність скорочення довжини
У 1911 році стверджував, що скорочення довжини є «реальним» за Лоренцом, у той час як воно є «видимим або суб'єктивним» згідно з Ейнштейном. Ейнштейн відповів:
Автор неправомірно висловив різницю точки зору Лоренца і моєї щодо «фізичних фактів». Питання про те, чи скорочення довжини 'насправді' існує чи ні, вводить в оману. Воно не існує 'насправді', настільки, наскільки воно не існує для супутнього спостерігача; хоча воно 'насправді' існує так, що можна було б показати у принципі фізичними засобами не-супутнього спостерігача.Оригінальний текст (нім.)Der Verfasser hat mit Unrecht einen Unterschied der Lorentzschen Auffassung von der meinigen mit Bezug auf die physikalischen Tatsachen statuiert. Die Frage, ob die Lorentz-Verkürzung wirklich besteht oder nicht, ist irreführend. Sie besteht nämlich nicht „wirklich“, insofern sie für einen mitbewegten Beobachter nicht existiert; sie besteht aber „wirklich“, d. h. in solcher Weise, daß sie prinzipiell durch physikalische Mittel nachgewiesen werden könnte, für einen nicht mitbewegten Beobachter.
Ейнштейн стверджував у цій статті, що скорочення довжини не просто витвір довільних визначень способу, яким здійснюються вимірювання положення годинників і довжини. Він представив наступний уявний експеримент: Нехай А'В' і А"B" кінці двох стержнів одної і тої ж власної довжини. Нехай вони рухаються в протилежних напрямках з однаковою швидкістю по відношенню до координати осі х, яка перебуває в стані спокою. Кінці A'A" перетинаються в точці А*, а В'В" перетинаються в точці B*, обидві точки позначаються на цій осі. Ейнштейн вказав, що довжина A*B* коротша, ніж A'B' або A"B", що також можна продемонстровати якщо один зі стрижнів перевести у стан спокою по відношенню щодо цієї осі.
Парадокси
Формальне, поверхове, застосування формули скорочення призводить до деяких парадоксів. Для прикладу див. парадокс драбини або парадокс Белла. Проте, ці парадокси можна запросто спростувати за допомогою правильного застосування принципу відносності одночасності. Інший відомий парадокс — парадокс Еренфеста, що доводить, що поняття абсолютно твердого тіла не сумісне з теорією відносності, знижуючи застосовність [en], і показуючи, що для спостерігача, що обертається у тій же площині, геометрія насправді неевклідова.
Візуальні ефекти
Скорочення довжини стосується вимірювань положень зроблених в одночасні моменти часу відповідно до системи координат. Звідси можна б було припустити, що якщо можна було б зробити знімок об'єкта, який швидко рухається, то зображення покаже, що об'єкт стиснений у напрямку руху. Проте, такі візуальні ефекти становлять зовсім інші вимірювання, оскільки така фотографія робиться з відстані, тоді як скорочення довжини можна тільки безпосередньо виміряти в точному місцезнаходженні кінців об'єкта. Це було показано кількома авторами, як-от Роджер Пенроуз і Джеймс Террелл, що рухомі об'єкти, як правило, не виглядають скороченими на фотографії. Наприклад, для малого кутового діаметра сфера, що рухається, залишається круглою і повернутою. Такий візуальний ефект обертання називається обертання Пенроуза — Терела.
Виведення
Перетворення Лоренца
Довжина стиснення може бути отримана з перетворень Лоренца декількома способами:
Через відому довжину рухомого об'єкта
Нехай в інерціальній системі відліку S і позначають кінці об'єкта, що рухається. Тоді його довжина визначається через одночасне положення кінців, коли . Власну довжину об'єкта в S' можна розрахувати через перетворення Лоренца. Перетворення часових координат з S в S' призводить до різних значень часу. Однак це не проблема, тому що об'єкт перебуває в стані спокою в S' і не має значення, у який момент часу проведені вимірювання. Тому досить зробити перетворення просторових координат, що дає:
Оскільки , і, поклавши і , власна довжина в S' виходить
Відповідно до цього довжина, виміряна в S, виходить зменшеною
Відповідно до принципу відносності, об'єкти, що перебувають у стані спокою в S, будуть так само зменшені в S'. Помінявши симетрично не штриховані і штриховані позначення:
Тоді зменшена довжина, яка вимірюється в S':
Через відому власну довжину
І навпаки, якщо об'єкт перебуває в стані спокою в S і відома його власна довжина, одночасність вимірювань у кінцях об'єкта слід розглядати в іншому кадрі S', оскільки об'єкт постійно змінює своє положення. Таким чином, необхідно перетворити і просторові і часові координати:
Оскільки і , то отримані результати не одночасні:
Для отримання одночасних положень обидвох кінців, необхідно відняти від відстані відстань, пройдену другим кінцем зі швидкістю протягом часу
Таким чином довжина рухомого об'єкта в S' зменшилася. Точно так само можна розрахувати симетричний результат для об'єкта, що перебуває в стані спокою в S':
- .
Релятивістське сповільнення часу
Скорочення довжини також може бути отримане з уповільнення часу, згідно з яким швидкість одного годинника «в русі» (із зазначенням його власного часу ) нижча відносно двох синхронізованих годинників «у стані спокою» (позначеного як ). Сповільнення часу було експериментально підтверджене і представляється співвідношенням:
- .
Нехай стрижень власної довжини в стані спокою в і годинник у стані спокою в рухаються один щодо одного. Відповідні шляхові часи годинників між кінцями стрижня задаються в і в , отож і . Вставивши формулу сповільнення часу, співвідношення між цими довжинами є:
- .
Таким чином, довжина, виміряна в , задається
- .
Так те, що рухомий годинник вказує на менший час руху в завдяки уповільненню часу, інтерпретується в через скорочення довжини рухомого стрижня. Точно так само, якщо годинник був у стані спокою в і стрижень в ,вищевказана процедура даватиме
- .
Геометричні міркування
Додаткові геометричні міркування показують, що скорочення довжини можна розглядати як тригонометричне явище за аналогією з паралельними розрізами паралелепіпеда до і після обертання в E3 (див. ліву половину малюнку справа). Це евклідовий аналог розширення кубоїда в E1,2. В останньому випадку, однак, ми можемо інтерпретувати збільшений кубоїд як світову плиту.
Зліва на малюнку: повернутий паралелепіпед у тривимірному евклідовому просторі E3. Після обертаня перетин більший. На малюнку справа: розширений кубоїд світової плити в просторі-часі Мінковського (в якому одна просторова розмірність закріплена) E1,2. Перетин у цьому разі після повороту тонший. В обох випадках поперечні розміри не змінюються, і три площини у кожній вершині кубоіда взаємно ортогональні (у сенсі E1,2 праворуч, і в сенсі E3 ліворуч).
У спеціальній теорії відносності перетворення Пуанкаре є класом афінних перетворень, які можна охарактеризувати як перетворення між альтернативними графіками на декартових координатах на просторі-часі Мінковського, що відповідають альтернативним станам інерційного руху (а також різним виборам початку координат). Перетворення Лоренца є перетвореннями Пуанкаре, які є лінійними перетвореннями, що зберігають початок відліку. Перетворення Лоренца грають таку ж роль у геометрії Мінковського (група Лоренца утворює групи ізотропії самоізометрій простору-часу), як і обертання в геометрії Евкліда. Справді, спеціальна теорія відносності в значній мірі зводиться до вивчення свого роду неевклідової тригонометрії в просторі-часі Мінковського, як показано в наступній таблиці:
Тригонометрія | Колова | Параболічна | Гіперболічна |
---|---|---|---|
Кляйнівська геометрія | евклідова площина | площина Галілея | площина Мінковського |
Символ | E2 | E0,1 | E1,1 |
Квадратична форма | позитивно визначена | вироджена | невироджена, однак невизначена |
Ізометрична група | E(2) | E(0,1) | E(1,1) |
Група ізотропії | SO(2) | SO(0,1) | SO(1,1) |
Тип ізотропії | обертання | зсуви | Перетворення Лоренца |
Алгебра октоніонів Келі | комплексні числа | дуальні числа | подвійні числа |
ε2 | -1 | 0 | 1 |
Часопросторова інтерпретація | жодної | Ньютонівський простір-час | простір-час Мінковського |
ухил | tan φ = m | tanp φ = u | tanh φ = v |
«косинус» | cos φ = (1 + m2)−1/2 | cosp φ = 1 | cosh φ = (1 − v2)−1/2 |
«синус» | sin φ = m (1 + m2)−1/2 | sinp φ = u | sinh φ = v (1 − v2)−1/2 |
«секанс» | sec φ = (1 + m2)1/2 | secp φ = 1 | sech φ = (1 − v2)1/2 |
«косеканс» | csc φ = m−1 (1 + m2)1/2 | cscp φ = u−1 | csch φ = v−1 (1 − v2)1/2 |
Примітки
- FitzGerald, George Francis (1889), Bibcode:1889Sci....13..390F, doi:10.1126/science.ns-13.328.390, PMID 17819387 , Science, 13 (328): 390,
- Lorentz, Hendrik Antoon (1892), , Zittingsverlag Akad. V. Wet., 1: 74—79
- Pais, Abraham (1982), Subtle is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein, New York: Oxford University Press, ISBN
- Einstein, Albert (1905a), (PDF), Annalen der Physik, 322 (10): 891—921, Bibcode:1905AnP...322..891E, doi:10.1002/andp.19053221004, архів оригіналу (PDF) за 24 вересня 2015, процитовано 11 травня 2016. See also: English translation [ 25 листопада 2005 у Wayback Machine.].
- Minkowski, Hermann (1909),
- Various English translations on Wikisource: Space and Time
- Born, Max (1964), Einstein's Theory of Relativity, Dover Publications, ISBN
- Edwin F. Taylor, John Archibald Wheeler (1992). Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity. New York: W. H. Freeman. ISBN .
- Albert Shadowitz (1988). Special relativity (вид. Reprint of 1968). Courier Dover Publications. с. 20—22. ISBN .
- Leo Sartori (1996). Understanding Relativity: a simplified approach to Einstein's theories. University of California Press. с. 151ff. ISBN .
- Sexl, Roman & Schmidt, Herbert K. (1979), Raum-Zeit-Relativität, Braunschweig: Vieweg, ISBN
- Brookhaven National Laboratory. . Архів оригіналу за 24 березня 2021. Процитовано 2013.
- Manuel Calderon de la Barca Sanchez. . Архів оригіналу за 26 січня 2021. Процитовано 2013.
- Hands, Simon (2001). The phase diagram of QCD. Contemporary Physics. 42 (4): 209—225. arXiv:physics/0105022. Bibcode:2001ConPh..42..209H. doi:10.1080/00107510110063843.
- Williams, E. J. (1931), The Loss of Energy by β -Particles and Its Distribution between Different Kinds of Collisions, Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 130 (813): 328—346, Bibcode:1931RSPSA.130..328W, doi:10.1098/rspa.1931.0008
- DESY photon science. . Архів оригіналу за 3 червня 2016. Процитовано 2013.
- DESY photon science. (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 6 травня 2021. Процитовано 2013.
- Miller, A.I. (1981), Varičak and Einstein, Albert Einstein's special theory of relativity. Emergence (1905) and early interpretation (1905–1911), Reading: Addison–Wesley, с. 249–253, ISBN
- Einstein, Albert (1911). Zum Ehrenfestschen Paradoxon. Eine Bemerkung zu V. Variĉaks Aufsatz. Physikalische Zeitschrift. 12: 509—510.
- Kraus, U. (2000). (PDF). American Journal of Physics. 68 (1): 56—60. Bibcode:2000AmJPh..68...56K. doi:10.1119/1.19373. Архів оригіналу (PDF) за 17 січня 2021. Процитовано 10 травня 2016.
- Penrose, Roger (2005). The Road to Reality. London: Vintage Books. с. 430—431. ISBN .
- . Архів оригіналу за 14 березня 2021. Процитовано 16 квітня 2016.
- Bernard Schutz (2009). Lorentz contraction. A First Course in General Relativity. Cambridge University Press. с. 18. ISBN .
- David Halliday, , (2010), Fundamentals of Physics, Chapters 33-37, John Wiley & Son, с. 1032f, ISBN
Посилання
- Фізика ЧАП: Чи можете побачити скорочення Лоренца-Фіцджеральда? Або: Поворот Пенроуза-Террелла [ 14 березня 2021 у Wayback Machine.]; Парадокс комори і жердини [ 20 березня 2021 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Lorenceve ukorochennya abo Lorenceve skorochennya abo Ficdzheraldove skorochennya takozh vidome yak relyativistske skorochennya dovzhini abo masshtabu tila sho ruhayetsya yavishe pov yazane zi zmenshennyam dovzhini ob yekta vimiryanoyi sposterigachem yakij ruhayetsya z bud yakoyu nenulovoyu shvidkistyu shodo ob yekta Ce skorochennya sho bilsh formalno v anglomovnij literaturi zvetsya skorochennya Lorenca angl Lorentz contraction abo skorochennya Lorenca Fitcdzheralda angl Lorentz FitzGerald contraction yak pravilo pomitne lishe pri shvidkostyah blizkih do shvidkosti svitla Skorochennya dovzhini vidbuvayetsya tilki v napryamku paralelnomu do vidnosnogo ruhu tila Cej efekt neznachnij pri shodennih shvidkostyah i nim mozhna znehtuvati dlya vsih zvichajnih cilej Tilki na velikih shvidkostyah vin staye aktualnim Pri shvidkosti 13 400 000 m s 0 0447 c rozmir zmenshenoyi dovzhini stanovit 99 9 dovzhini v stani spokoyu zi shvidkistyu 42 300 000 m s 0 141 c skorochena dovzhina she 99 U miru togo yak znachennya shvidkosti nablizhayetsya do shvidkosti svitla efekt pochinaye dominuvati yak ce vidno z formuli L L 0 g v L 0 1 v 2 c 2 displaystyle L frac L 0 gamma v L 0 sqrt 1 v 2 c 2 de L0 en dovzhina ob yekta v sistemi spokoyu L dovzhina yaku bachit sposterigach u sistemi vidliku sho ruhayetsya vidnosno ob yekta v shvidkist ruhu sposterigacha vidnosno ob yekta c shvidkist svitla g v faktor Lorenca sho viznachayetsya yakg v 1 1 v 2 c 2 displaystyle gamma v equiv frac 1 sqrt 1 v 2 c 2 dd U comu rivnyanni vvazhayetsya sho ob yekt paralelnij do svoyeyi trayektoriyi Dlya sposterigacha v vidnosnomu rusi dovzhina ob yekta viznachayetsya shlyahom virahuvannya odnochasno vimiryuvanih vidstanej oboh kinciv ob yekta Dlya bilsh zagalnih peretvoren divis peretvorennya Lorenca Sposterigach u stani spokoyu sho sposterigaye ob yekt yakij ruhayetsya iz shvidkistyu duzhe blizkoyu do shvidkosti svitla bude sposterigati dovzhinu ob yekta v napryamku ruhu yak duzhe blizku do nulya IstoriyaSkorochennya dovzhini postulovali Dzhordzh Fitcdzherald u 1889 roci i Gendrik Anton Lorenc u 1892 roci dlya poyasnennya negativnogo rezultatu eksperimentu Majkelsona Morli i shob takim chinom vryatuvati gipotezu neruhomogo efiru en Hocha obidva Fitcdzherald i Lorenc natyakali na te sho elektrostatichni polya v rusi deformovani elipsoyid Gevisajda nazvanij na chest Olivera Gevisajda yakij viviv cyu deformaciyu z elektromagnitnoyi teoriyi v 1888 roci ce vvazhalosya gipotezoyu ad hoc tomu todi ne bulo dostatnih pidstav vvazhati sho mizhmolekulyarni sili povodyatsya tak samo yak elektromagnitni U 1897 roci Dzhozef Larmor rozrobiv model u yakij vsi sili vvazhalisya elektromagnitnogo pohodzhennya i skorochennya dovzhini viyavilosya pryamim naslidkom ciyeyi modeli Prote yak bulo pokazano Anri Puankare v 1905 roci elektromagnitni sili sami po sobi ne mozhut poyasniti stabilnist elektrona Takim chinom vin povinen buv pridumati she odnu specialnu gipotezu neelektrichni sili zv yazku sho zabezpechuyut stabilnist elektrona dayut dinamichne poyasnennya skorochennya dovzhini i takim chinom prihovuyut ruh neruhomogo efiru Zreshtoyu Albert Ejnshtejn u 1905 roci buv pershim hto povnistyu zabrav status ad hoc z gipotezi skorochennya prodemonstruvavshi sho ce skorochennya ne vimagaye ruhu cherez gipotetichnij efir ale mozhe buti poyasnene za dopomogoyu Specialnoyi teoriyi vidnosnosti yaka zminila uyavlennya pro prostir chas i odnochasnist Tochka zoru Ejnshtejna bula dodatkovo dopracovana Germanom Minkovskim yakij nadav geometrichnu interpretaciyu vsih relyativistskih efektiv vvodyachi ponyattya chotirivimirnogo prostoru chasu Osnova v teoriyi vidnosnostiSkorochennya dovzhini Tri sini strizhni perebuvayut u stani spokoyu v S a tri chervoni strizhni v S U toj moment koli livi kinci A i D dosyagayut togo zh polozhennya na osi h treba porivnyati dovzhini strizhniv U S odnochasni polozhennya livoyi chastini A i pravoyi chastini C ye bilsh viddalenimi nizh D i F Todi yak u S odnochasni polozhennya livoyi chastini D i pravoyi chastini F ye bilsh viddalenimi nizh A i S Persh za vse rozglyad skorochennya Lorenca vimagaye retelnogo analizu metodiki vimiryuvannya dovzhini neruhomih i ruhomih ob yektiv Tut ob yekt prosto oznachaye vidstan iz kincevimi tochkami yaki zavzhdi perebuvayut vzayemno v stani spokoyu tobto znahodyatsya v stani spokoyu v tij zhe inercialnij sistemi vidliku Yaksho vidnosna shvidkist sposterigacha abo jogo vimiryuvalnih priladiv i ob yekta za yakim vedetsya sposterezhennya dorivnyuye nulyu to en L 0 displaystyle L 0 ob yekta mozhe buti prosto viznacheno shlyahom bezposerednogo prikladennya linijki Odnak yaksho vidnosna shvidkist gt 0 to mozhna vchiniti tak Sposterigach vstanovlyuye ryad godinnikiv yaki sinhronizovani abo a zavdyaki obminu svitlovimi signalami yak proponuvav Ejnshtejn sinhronizaciya Ejnshtejna abo b povilnij sinhronizaciyi perenesennya tobto odin godinnik perenositsya uzdovzh ryadu godinnikiv duzhe povilno na mezhi nulovoyi shvidkosti Teper koli proces sinhronizaciyi zavershivsya ob yekt peremishayetsya uzdovzh ryadu godinnikiv i kozhen godinnik zberigaye tochnij chas koli livij abo pravij kinec ob yekta minaye jogo Pislya cogo sposterigach povinen tilki stezhiti za polozhennyam godinnika A sho zberig chas koli livij kraj ob yekta prohodiv povz nogo i godinnika V pri yakomu pravij kraj ob yekta prohodiv povz nogo odnochasno Ochevidno sho vidstan AB dorivnyuye dovzhini L displaystyle L ruhomogo ob yekta Pri vikoristanni cogo metodu viznachennya odnochasnosti maye virishalne znachennya dlya vimiryuvannya dovzhini ruhomih ob yektiv Inshij sposib polyagaye u vikoristanni godinnika iz zaznachennyam jogo vlasnogo chasu T 0 displaystyle T 0 yakij peremishayetsya vid odnogo kincya strizhnya do inshogo za chas T displaystyle T yak vimiryanij godinnikami v sistemi spokoyu strizhnya Dovzhina strizhnya mozhe buti obchislena shlyahom mnozhennya chasu peremishennya na jogo shvidkist takim chinom L 0 T v displaystyle L 0 T cdot v v sistemi spokoyu strizhnya abo L T 0 v displaystyle L T 0 cdot v v sistemi spokoyu godinnika U nyutonivskij mehanici odnochasnist i trivalist chasu absolyutni a otzhe obidva metodi prizvodyat do rivnosti L displaystyle L i L 0 displaystyle L 0 Prote v teoriyi vidnosnosti postijnist shvidkosti svitla u vsih inercijnih sistemah vidliku u zv yazku z vidnosnistyu odnochasnosti i upovilnennyam chasu rujnuye cyu rivnist U pershomu metodi sposterigach v odnij sistemi vidliku stverdzhuye sho kinci ob yekta vimiryani odnochasno ale sposterigachi v usih inshih inercijnih sistemah vidliku budut stverdzhuvati sho kinci ob yekta ne buli vimiryani odnochasno U drugomu metodi momenti chasu T displaystyle T i T 0 displaystyle T 0 ne zbigayutsya cherez spovilnennya chasu sho prizvodit tezh do riznih dovzhin Vidhilennya mizh vimiryuvannyami v usih inercijnih sistemah vidliku zadayetsya formulami peretvorennya Lorenca i upovilnennya chasu div Vivedennya Viyavlyayetsya sho vlasna dovzhina zalishayetsya nezminnoyu i zavzhdi poznachaye najbilshu dovzhinu ob yekta ale dovzhina odnogo j togo zh ob yekta vimiryana v inshij inercialnij sistemi vidliku korotsha vid vlasnoyi dovzhini Ce skorochennya vidbuvayetsya tilki v napryamku ruhu Jogo mozhna predstaviti nastupnim spivvidnoshennyam de v displaystyle v vidnosna shvidkist i c displaystyle c shvidkist svitla L L 0 g displaystyle L L 0 gamma SimetriyaDiagrama MinkovskogoU S vsi podiyi paralelni do osi h ye odnochasnimi v toj chas yak u S vsi podiyi paralelni do osi h ye odnochasnimi Strizhen transportuyetsya z S do S Princip vidnosnosti vidpovidno do yakogo zakoni prirodi povinni mati odnakovu formu v usih inercijnih sistemah vidliku vimagaye shob skorochennya dovzhini bulo simetrichnim yaksho strizhen perebuvaye v stani spokoyu v inercialnij sistemi S vin maye vlasnu dovzhinu v S i jogo dovzhina zmenshuyetsya u S Odnak yaksho strizhen perebuvaye v stani spokoyu v S vin maye vlasnu dovzhinu v S a jogo dovzhina zmenshuyetsya v S Ce mozhna naochno proilyustruvati za dopomogoyu simetrichnoyi diagram Minkovskogo abo diagram Ledelya oskilki peretvorennya Lorenca geometrichno vidpovidaye povorotu v chotirivimirnomu prostori chasi Pershe zobrazhennya Yaksho zadano strizhen sho perebuvaye v stani spokoyu u S to jogo kinci roztashovani na osi ct i vis paralelna do nogo U cij sistemi vidliku odnochasnimi paralelne osi h vistupayut polozhennya kinciv O i V takim chinom vlasna dovzhina zadayetsya vidrizkom OB Ale v S odnochasnimi paralelnimi osi h polozhennyami ye O i A takim chinom skorochena dovzhina zadayetsya vidrizkom OA Z inshogo boku yaksho inshij strizhen perebuvaye v stani spokoyu v S to jogo kinci roztashovani na osi ct i vis paralelna jomu U cij sistemi vidliku odnochasnimi paralelnimi osi h polozhennyami vistupayut kinci O i D takim chinom vlasna dovzhina zadayetsya OD Ale v S odnochasnimi paralelnimi osi h ye poziciyi O i S takim chinom skorochena dovzhina zadayetsya OC Drugij malyunok Poyizd u stani spokoyu v sistemi S i stanciya v stani spokoyu v sistemi S ruhayutsya z vidnosnoyu shvidkistyu v 0 8 c displaystyle v 0 8c U S znahoditsya strizhen iz vlasnoyu dovzhinoyu L 0 A B displaystyle L 0 mathrm AB 30 sm tomu jogo skorochena dovzhina L displaystyle L v S viznachayetsya za formuloyu L A C L 0 g displaystyle L mathrm AC L 0 gamma 18 sm Yaksho strizhen vikinuti z poyizda i vin zupinitsya v stani spokoyu na stanciyi v S jogo dovzhinu potribno vimiryati znovu vikoristovuyuchi metodiku opisanu vishe i v teper vlasna dovzhina L 0 E F displaystyle L 0 mathrm EF 30 sm vimiryuvatimetsya v S strizhen dovshij u cij sistemi u toj chas yak v S strizhen ruhayetsya i otzhe jogo dovzhina skorochuyetsya strizhen korotshij u cij sistemi vidliku L D E L 0 g 18 displaystyle L mathrm DE L 0 gamma 18 sm Eksperimentalni perevirkiBud yakij sposterigach sho ruhayetsya razom iz sposterezhuvanim ob yektom ne mozhe vimiryati skorochennya ob yekta tomu sho vin mozhe suditi pro sebe i pro ob yekt yak u stani spokoyu v tij zhe inercialnij sistemi vidliku vidpovidno do principu vidnosnosti yak ce bulo prodemonstrovano u eksperimenti en Tomu skorochennya dovzhini ne mozhe buti vimiryane v sistemi spokoyu ob yekta ale tilki v sistemi vidliku u yakij ob yekt za yakim vedetsya sposterezhennya ruhayetsya Krim togo navit u takij nesuputnij sistemi vidliku vazhko dosyagti pryamih eksperimentalnih pidtverdzhen skorochennya dovzhini bo pri ninishnomu stani tehnologij ob yekti znachnogo rozmiru ne mozhna priskoriti do relyativistskih shvidkostej Yedini ob yekti sho peremishayutsya iz neobhidnoyu shvidkistyu atomni chastinki chiyi rozmiri zanadto mali shob zabezpechiti pryame vimiryuvannya skorochennya Prote isnuyut nepryami pidtverdzhennya cogo efektu v nesuputnij sistemi vidliku Syudi nalezhit negativnij rezultat vidomogo eksperimentu Majkelsona Morli a piznishe takozh en Myuonno atmosfernij scenarij Probig myuoniv pri velikih shvidkostyah znachno dovshij nizh u povilnih Myuoni utvoryuyutsya u verhnih sharah atmosferi i zvazhayuchi na malij chas zhittya yih zdavalosya b nemozhlivo zareyestruvati na poverhni Zemli odnak voni legko reyestruyutsya Tovshina atmosferi v sistemi vidliku pov yazanij iz Zemleyu ye vlasnoyu dovzhinoyu a zbilshenij probig myuoniv poyasnyuyetsya yihnim dovshim chasom zhittya zavdyaki spovilnennyu chasu div relyativistske upovilnennya chasu Prote v sistemi vidliku pov yazanij iz myuonami yihnij chas zhittya ne zminyuyetsya ale atmosfera stiskayetsya tak sho navit yihnogo nevelikogo probigu dostatno shob dosyagti poverhni zemli Vazhki ioni yaki mayut sferichnu formu v stani spokoyu povinni nabuvati formi mlinciv abo ploskih diskiv pri rusi majzhe zi shvidkistyu svitla I spravdi rezultati otrimani v rezultati zitknen chastinok mozhna poyasniti tilki todi koli sposterigayetsya zbilshennya gustini nuklona u zv yazku zi skorochennyam dovzhini Zdatnist elektrichno zaryadzhenih chastinok iz velikimi shvidkostyami ionizuvati rechovinu visha nizh ochikuvalosya U dorelyativistskij fizici zdatnist povinna zmenshuvatisya pri visokih shvidkostyah oskilki zmenshuyetsya chas u yakomu chastinki pid chas ruhu mozhut vzayemodiyati z elektronami inshih atomiv abo molekul U teoriyi vidnosnosti vishu za ochikuvanu zdatnist ionizaciyi mozhna poyasniti skorochennyam radiusa diyi kulonivskogo polya v sistemah vidliku u yakih chastinki ruhayutsya sho pidvishuye elektrichnu napruzhenist polya po normali do liniyi ruhu U lazerah na vilnih elektronah relyativistski elektroni prohodyat cherez ondulyator tak sho utvoryuyetsya sinhrotronne viprominyuvannya U vlasnij sistemi vidliku elektroniv ondulyator stiskayetsya sho prizvodit do zbilshennya chastoti viprominyuvannya Krim togo shob z yasuvati chastotu vimiryanu v laboratornij sistemi koordinat neobhidno zastosuvati relyativistskij efekt Doplera Takim chinom tilki za dopomogoyu skorochennya dovzhini i relyativistskogo efektu Doplera mozhna poyasniti vkraj malu dovzhinu hvili ondulyatornogo viprominyuvannya Realnist skorochennya dovzhiniDiagrama Minkovskogo uyavnogo eksperimentu Ejnshtejna 1911 roku pro skorochennya dovzhini Dva strizhni z dovzhinoyu spokoyu A B A B L 0 displaystyle A B A B L 0 ruhayutsya zi shvidkistyu 0 6 c v protilezhnomu napryamku sho prizvodit do togo sho A B lt L 0 displaystyle A ast B ast lt L 0 U 1911 roci stverdzhuvav sho skorochennya dovzhini ye realnim za Lorencom u toj chas yak vono ye vidimim abo sub yektivnim zgidno z Ejnshtejnom Ejnshtejn vidpoviv Avtor nepravomirno visloviv riznicyu tochki zoru Lorenca i moyeyi shodo fizichnih faktiv Pitannya pro te chi skorochennya dovzhini naspravdi isnuye chi ni vvodit v omanu Vono ne isnuye naspravdi nastilki naskilki vono ne isnuye dlya suputnogo sposterigacha hocha vono naspravdi isnuye tak sho mozhna bulo b pokazati u principi fizichnimi zasobami ne suputnogo sposterigacha Originalnij tekst nim Der Verfasser hat mit Unrecht einen Unterschied der Lorentzschen Auffassung von der meinigen mit Bezug auf die physikalischen Tatsachen statuiert Die Frage ob die Lorentz Verkurzung wirklich besteht oder nicht ist irrefuhrend Sie besteht namlich nicht wirklich insofern sie fur einen mitbewegten Beobachter nicht existiert sie besteht aber wirklich d h in solcher Weise dass sie prinzipiell durch physikalische Mittel nachgewiesen werden konnte fur einen nicht mitbewegten Beobachter Ejnshtejn stverdzhuvav u cij statti sho skorochennya dovzhini ne prosto vitvir dovilnih viznachen sposobu yakim zdijsnyuyutsya vimiryuvannya polozhennya godinnikiv i dovzhini Vin predstaviv nastupnij uyavnij eksperiment Nehaj A V i A B kinci dvoh sterzhniv odnoyi i toyi zh vlasnoyi dovzhini Nehaj voni ruhayutsya v protilezhnih napryamkah z odnakovoyu shvidkistyu po vidnoshennyu do koordinati osi h yaka perebuvaye v stani spokoyu Kinci A A peretinayutsya v tochci A a V V peretinayutsya v tochci B obidvi tochki poznachayutsya na cij osi Ejnshtejn vkazav sho dovzhina A B korotsha nizh A B abo A B sho takozh mozhna prodemonstrovati yaksho odin zi strizhniv perevesti u stan spokoyu po vidnoshennyu shodo ciyeyi osi ParadoksiFormalne poverhove zastosuvannya formuli skorochennya prizvodit do deyakih paradoksiv Dlya prikladu div paradoks drabini abo paradoks Bella Prote ci paradoksi mozhna zaprosto sprostuvati za dopomogoyu pravilnogo zastosuvannya principu vidnosnosti odnochasnosti Inshij vidomij paradoks paradoks Erenfesta sho dovodit sho ponyattya absolyutno tverdogo tila ne sumisne z teoriyeyu vidnosnosti znizhuyuchi zastosovnist en i pokazuyuchi sho dlya sposterigacha sho obertayetsya u tij zhe ploshini geometriya naspravdi neevklidova Vizualni efektiDokladnishe Forma relyativistskih ob yektiv Skorochennya dovzhini stosuyetsya vimiryuvan polozhen zroblenih v odnochasni momenti chasu vidpovidno do sistemi koordinat Zvidsi mozhna b bulo pripustiti sho yaksho mozhna bulo b zrobiti znimok ob yekta yakij shvidko ruhayetsya to zobrazhennya pokazhe sho ob yekt stisnenij u napryamku ruhu Prote taki vizualni efekti stanovlyat zovsim inshi vimiryuvannya oskilki taka fotografiya robitsya z vidstani todi yak skorochennya dovzhini mozhna tilki bezposeredno vimiryati v tochnomu misceznahodzhenni kinciv ob yekta Ce bulo pokazano kilkoma avtorami yak ot Rodzher Penrouz i Dzhejms Terrell sho ruhomi ob yekti yak pravilo ne viglyadayut skorochenimi na fotografiyi Napriklad dlya malogo kutovogo diametra sfera sho ruhayetsya zalishayetsya krugloyu i povernutoyu Takij vizualnij efekt obertannya nazivayetsya obertannya Penrouza Terela VivedennyaPeretvorennya Lorenca Dovzhina stisnennya mozhe buti otrimana z peretvoren Lorenca dekilkoma sposobami x g x v t t g t v x c 2 displaystyle begin aligned x amp gamma left x vt right t amp gamma left t vx c 2 right end aligned Cherez vidomu dovzhinu ruhomogo ob yekta Nehaj v inercialnij sistemi vidliku S x 1 displaystyle x 1 i x 2 displaystyle x 2 poznachayut kinci ob yekta sho ruhayetsya Todi jogo dovzhina L displaystyle L viznachayetsya cherez odnochasne polozhennya kinciv koli t 1 t 2 displaystyle t 1 t 2 Vlasnu dovzhinu ob yekta v S mozhna rozrahuvati cherez peretvorennya Lorenca Peretvorennya chasovih koordinat z S v S prizvodit do riznih znachen chasu Odnak ce ne problema tomu sho ob yekt perebuvaye v stani spokoyu v S i ne maye znachennya u yakij moment chasu provedeni vimiryuvannya Tomu dosit zrobiti peretvorennya prostorovih koordinat sho daye x 1 g x 1 v t 1 x 2 g x 2 v t 2 displaystyle x 1 gamma left x 1 vt 1 right x 2 gamma left x 2 vt 2 right Oskilki t 1 t 2 displaystyle t 1 t 2 i poklavshi L x 2 x 1 displaystyle L x 2 x 1 i L 0 x 2 x 1 displaystyle L 0 x 2 x 1 vlasna dovzhina v S vihodit L 0 L g 1 displaystyle L 0 L cdot gamma qquad qquad text 1 Vidpovidno do cogo dovzhina vimiryana v S vihodit zmenshenoyu L L 0 g 2 displaystyle L L 0 gamma qquad qquad text 2 Vidpovidno do principu vidnosnosti ob yekti sho perebuvayut u stani spokoyu v S budut tak samo zmensheni v S Pominyavshi simetrichno ne shtrihovani i shtrihovani poznachennya L 0 L g 3 displaystyle L 0 L cdot gamma qquad qquad text 3 Todi zmenshena dovzhina yaka vimiryuyetsya v S L L 0 g 4 displaystyle L L 0 gamma qquad qquad text 4 Cherez vidomu vlasnu dovzhinu I navpaki yaksho ob yekt perebuvaye v stani spokoyu v S i vidoma jogo vlasna dovzhina odnochasnist vimiryuvan u kincyah ob yekta slid rozglyadati v inshomu kadri S oskilki ob yekt postijno zminyuye svoye polozhennya Takim chinom neobhidno peretvoriti i prostorovi i chasovi koordinati x 1 g x 1 v t 1 x 2 g x 2 v t 2 t 1 g t 1 v x 1 c 2 t 2 g t 2 v x 2 c 2 displaystyle begin aligned x 1 amp gamma left x 1 vt 1 right amp amp amp x 2 amp gamma left x 2 vt 2 right t 1 amp gamma left t 1 vx 1 c 2 right amp amp amp t 2 amp gamma left t 2 vx 2 c 2 right end aligned Oskilki t 1 t 2 displaystyle t 1 t 2 i L 0 x 2 x 1 displaystyle L 0 x 2 x 1 to otrimani rezultati ne odnochasni D x g L 0 D t g v L 0 c 2 displaystyle begin aligned Delta x amp gamma L 0 Delta t amp gamma vL 0 c 2 end aligned Dlya otrimannya odnochasnih polozhen obidvoh kinciv neobhidno vidnyati vid vidstani D x displaystyle Delta x vidstan projdenu drugim kincem zi shvidkistyu v displaystyle v protyagom chasu D t displaystyle Delta t L D x v D t g L 0 g v 2 L 0 c 2 L 0 g displaystyle begin aligned L amp Delta x v Delta t amp gamma L 0 gamma v 2 L 0 c 2 amp L 0 gamma end aligned Takim chinom dovzhina ruhomogo ob yekta v S zmenshilasya Tochno tak samo mozhna rozrahuvati simetrichnij rezultat dlya ob yekta sho perebuvaye v stani spokoyu v S L L 0 g displaystyle L L 0 gamma Relyativistske spovilnennya chasu Skorochennya dovzhini takozh mozhe buti otrimane z upovilnennya chasu zgidno z yakim shvidkist odnogo godinnika v rusi iz zaznachennyam jogo vlasnogo chasu T 0 displaystyle T 0 nizhcha vidnosno dvoh sinhronizovanih godinnikiv u stani spokoyu poznachenogo yak T displaystyle T Spovilnennya chasu bulo eksperimentalno pidtverdzhene i predstavlyayetsya spivvidnoshennyam T T 0 g displaystyle T T 0 cdot gamma Nehaj strizhen vlasnoyi dovzhini L 0 displaystyle L 0 v stani spokoyu v S displaystyle S i godinnik u stani spokoyu v S displaystyle S ruhayutsya odin shodo odnogo Vidpovidni shlyahovi chasi godinnikiv mizh kincyami strizhnya zadayutsya T L 0 v displaystyle T L 0 v v S displaystyle S i T 0 L v displaystyle T 0 L v v S displaystyle S otozh L 0 T v displaystyle L 0 Tv i L T 0 v displaystyle L T 0 v Vstavivshi formulu spovilnennya chasu spivvidnoshennya mizh cimi dovzhinami ye L L 0 T 0 v T v 1 g displaystyle frac L L 0 frac T 0 v Tv 1 gamma Takim chinom dovzhina vimiryana v S displaystyle S zadayetsya L L 0 g displaystyle L L 0 gamma Tak te sho ruhomij godinnik vkazuye na menshij chas ruhu v S displaystyle S zavdyaki upovilnennyu chasu interpretuyetsya v S displaystyle S cherez skorochennya dovzhini ruhomogo strizhnya Tochno tak samo yaksho godinnik buv u stani spokoyu v S displaystyle S i strizhen v S displaystyle S vishevkazana procedura davatime L L 0 g displaystyle L L 0 gamma Geometrichni mirkuvannya Kuboyidi v evklidovomu i Minkovskogo prostori chasi Dodatkovi geometrichni mirkuvannya pokazuyut sho skorochennya dovzhini mozhna rozglyadati yak trigonometrichne yavishe za analogiyeyu z paralelnimi rozrizami paralelepipeda do i pislya obertannya v E3 div livu polovinu malyunku sprava Ce evklidovij analog rozshirennya kuboyida v E1 2 V ostannomu vipadku odnak mi mozhemo interpretuvati zbilshenij kuboyid yak svitovu plitu Zliva na malyunku povernutij paralelepiped u trivimirnomu evklidovomu prostori E3 Pislya obertanya peretin bilshij Na malyunku sprava rozshirenij kuboyid svitovoyi pliti v prostori chasi Minkovskogo v yakomu odna prostorova rozmirnist zakriplena E1 2 Peretin u comu razi pislya povorotu tonshij V oboh vipadkah poperechni rozmiri ne zminyuyutsya i tri ploshini u kozhnij vershini kuboida vzayemno ortogonalni u sensi E1 2 pravoruch i v sensi E3 livoruch U specialnij teoriyi vidnosnosti peretvorennya Puankare ye klasom afinnih peretvoren yaki mozhna oharakterizuvati yak peretvorennya mizh alternativnimi grafikami na dekartovih koordinatah na prostori chasi Minkovskogo sho vidpovidayut alternativnim stanam inercijnogo ruhu a takozh riznim viboram pochatku koordinat Peretvorennya Lorenca ye peretvorennyami Puankare yaki ye linijnimi peretvorennyami sho zberigayut pochatok vidliku Peretvorennya Lorenca grayut taku zh rol u geometriyi Minkovskogo grupa Lorenca utvoryuye grupi izotropiyi samoizometrij prostoru chasu yak i obertannya v geometriyi Evklida Spravdi specialna teoriya vidnosnosti v znachnij miri zvoditsya do vivchennya svogo rodu neevklidovoyi trigonometriyi v prostori chasi Minkovskogo yak pokazano v nastupnij tablici Tri prostorovi trigonometriyi Trigonometriya Kolova Parabolichna Giperbolichna Klyajnivska geometriya evklidova ploshina ploshina Galileya ploshina Minkovskogo Simvol E2 E0 1 E1 1 Kvadratichna forma pozitivno viznachena virodzhena nevirodzhena odnak neviznachena Izometrichna grupa E 2 E 0 1 E 1 1 Grupa izotropiyi SO 2 SO 0 1 SO 1 1 Tip izotropiyi obertannya zsuvi Peretvorennya Lorenca Algebra oktonioniv Keli kompleksni chisla dualni chisla podvijni chisla e2 1 0 1 Chasoprostorova interpretaciya zhodnoyi Nyutonivskij prostir chas prostir chas Minkovskogo uhil tan f m tanp f u tanh f v kosinus cos f 1 m2 1 2 cosp f 1 cosh f 1 v2 1 2 sinus sin f m 1 m2 1 2 sinp f u sinh f v 1 v2 1 2 sekans sec f 1 m2 1 2 secp f 1 sech f 1 v2 1 2 kosekans csc f m 1 1 m2 1 2 cscp f u 1 csch f v 1 1 v2 1 2PrimitkiFitzGerald George Francis 1889 The Ether and the Earth s Atmosphere Science 13 328 390 Bibcode 1889Sci 13 390F doi 10 1126 science ns 13 328 390 PMID 17819387 Lorentz Hendrik Antoon 1892 The Relative Motion of the Earth and the Aether Zittingsverlag Akad V Wet 1 74 79 Pais Abraham 1982 Subtle is the Lord The Science and the Life of Albert Einstein New York Oxford University Press ISBN 0 19 520438 7 Einstein Albert 1905a PDF Annalen der Physik 322 10 891 921 Bibcode 1905AnP 322 891E doi 10 1002 andp 19053221004 arhiv originalu PDF za 24 veresnya 2015 procitovano 11 travnya 2016 See also English translation 25 listopada 2005 u Wayback Machine Minkowski Hermann 1909 Raum und Zeit Physikalische Zeitschrift 10 75 88 Various English translations on Wikisource Space and Time Born Max 1964 Einstein s Theory of Relativity Dover Publications ISBN 0 486 60769 0 Edwin F Taylor John Archibald Wheeler 1992 Spacetime Physics Introduction to Special Relativity New York W H Freeman ISBN 0 7167 2327 1 Albert Shadowitz 1988 Special relativity vid Reprint of 1968 Courier Dover Publications s 20 22 ISBN 0 486 65743 4 Leo Sartori 1996 Understanding Relativity a simplified approach to Einstein s theories University of California Press s 151ff ISBN 0 520 20029 2 Sexl Roman amp Schmidt Herbert K 1979 Raum Zeit Relativitat Braunschweig Vieweg ISBN 3 528 17236 3 Brookhaven National Laboratory Arhiv originalu za 24 bereznya 2021 Procitovano 2013 Manuel Calderon de la Barca Sanchez Arhiv originalu za 26 sichnya 2021 Procitovano 2013 Hands Simon 2001 The phase diagram of QCD Contemporary Physics 42 4 209 225 arXiv physics 0105022 Bibcode 2001ConPh 42 209H doi 10 1080 00107510110063843 Williams E J 1931 The Loss of Energy by b Particles and Its Distribution between Different Kinds of Collisions Proceedings of the Royal Society of London Series A 130 813 328 346 Bibcode 1931RSPSA 130 328W doi 10 1098 rspa 1931 0008 DESY photon science Arhiv originalu za 3 chervnya 2016 Procitovano 2013 DESY photon science PDF Arhiv originalu PDF za 6 travnya 2021 Procitovano 2013 Miller A I 1981 Varicak and Einstein Albert Einstein s special theory of relativity Emergence 1905 and early interpretation 1905 1911 Reading Addison Wesley s 249 253 ISBN 0 201 04679 2 Einstein Albert 1911 Zum Ehrenfestschen Paradoxon Eine Bemerkung zu V Variĉaks Aufsatz Physikalische Zeitschrift 12 509 510 Kraus U 2000 PDF American Journal of Physics 68 1 56 60 Bibcode 2000AmJPh 68 56K doi 10 1119 1 19373 Arhiv originalu PDF za 17 sichnya 2021 Procitovano 10 travnya 2016 Penrose Roger 2005 The Road to Reality London Vintage Books s 430 431 ISBN 978 0 09 944068 0 Arhiv originalu za 14 bereznya 2021 Procitovano 16 kvitnya 2016 Bernard Schutz 2009 Lorentz contraction A First Course in General Relativity Cambridge University Press s 18 ISBN 0521887054 David Halliday 2010 Fundamentals of Physics Chapters 33 37 John Wiley amp Son s 1032f ISBN 0470547944PosilannyaFizika ChAP Chi mozhete pobachiti skorochennya Lorenca Ficdzheralda Abo Povorot Penrouza Terrella 14 bereznya 2021 u Wayback Machine Paradoks komori i zherdini 20 bereznya 2021 u Wayback Machine