Список релятивистских уравнений
В этом контексте «скорость света» действительно относится к супремуму скорости передачи информации или движения обычной (неотрицательной массы) материи локально, как в классическом вакууме. Таким образом, более точное описание будет относиться скорее к скорости света как таковой, чем к скорости света. Однако свет и другие безмассовые частицы теоретически движутся в условиях вакуума, и эксперимент подтвердил это представление с достаточно высокой точностью. Независимо от того, движется ли сам свет со скоростью , он действует как супремум, и это допущение имеет значение для теории относительности.
Далее относительная скорость v между двумя инерциальными системами отсчета полностью ограничена направлением x декартовой системы координат .
где β = и v — относительная скорость между двумя инерциальными системами отсчета .
Для двух покоящихся систем отсчета γ = 1 и увеличивается с относительной скоростью между двумя инерциальными системами отсчета. Когда относительная скорость приближается к скорости света, γ → ∞.
Применяя приведенные выше постулаты, рассмотрим внутреннюю часть любого транспортного средства (обычно в качестве примера можно привести поезд), движущегося со скоростью v относительно человека, стоящего на земле, когда транспортное средство проезжает. Внутри свет направляется вверх к зеркалу на потолке, где свет отражается обратно вниз. Если высота зеркала равна h , а скорость света c , то время, за которое свет поднимается вверх и возвращается вниз, равно:
Однако для наблюдателя на земле ситуация совершенно иная. Поскольку поезд движется наблюдателем на земле, кажется, что световой луч движется по диагонали, а не прямо вверх и вниз. Чтобы визуализировать это, представьте, что свет излучается в одной точке, затем транспортное средство движется до тех пор, пока свет не попадет на зеркало в верхней части транспортного средства, а затем движение поезда продолжается до тех пор, пока луч света не вернется к нижней части транспортного средства. . Луч света будет двигаться по диагонали вверх вместе с поездом, а затем по диагонали вниз. Этот путь поможет сформировать двусторонние треугольники с высотой в качестве одной из сторон, а две прямые части пути будут соответствующими гипотенузами: