Lorentzov faktor

Klasická relativita

Klasická teória relativity hovorí, že ak hodíte loptu rýchlosťou 50 míľ za hodinu a zároveň bežíte rýchlosťou 5 míľ za hodinu, lopta sa pohybuje rýchlosťou 55 míľ za hodinu. Samozrejme, loptička sa od vás stále vzďaľuje rýchlosťou 50 mph, takže ak by sa vás niekto spýtal, videli by ste, že loptička cestuje rýchlosťou 50 mph. Medzitým váš priateľ Rory videl, že ste náhodou bežali rýchlosťou 5 míľ za hodinu. Povedal by, že lopta sa pohybovala rýchlosťou 55 míľ za hodinu. Obaja máte pravdu, len ste sa náhodou pohybovali spolu s loptou.

Rýchlosť svetla c je 670 616 629 míľ za hodinu. Ak teda sedíte v aute, ktoré sa pohybuje polovičnou rýchlosťou svetla (0,5 c), a zapnete svetlá, svetlo sa od vás vzďaľuje rýchlosťou 1 c... alebo je to 1,5 c? V konečnom dôsledku je c c bez ohľadu na to, čo sa deje. V ďalšej časti sa vysvetľuje, prečo to nie je c - 0,5c.

Dilatácia času

Keď sú hodiny v pohybe, tikajú pomalšie o malý faktor γ {\displaystyle \gamma } . Slávny paradox dvojčiat hovorí, že ak by existovali dve dvojčatá a dvojča A by zostalo na Zemi, zatiaľ čo dvojča B by niekoľko rokov cestovalo v blízkosti c, keď by sa dvojča B vrátilo na Zem, bolo by o mnoho rokov mladšie ako dvojča A (pretože zažilo menej času). Napríklad, ak by dvojča B odišlo, keď malo 20 rokov, a 10 rokov by cestovalo rýchlosťou 0,9c, potom by dvojča B malo po návrate na Zem 30 rokov (20 rokov + 10 rokov) a dvojča A by malo takmer 43 rokov:

20 + ( 10 ∗ 1 1 - . 9 2 ) = 42,9416 {\displaystyle 20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}})=42,9416}

Dvojča B by si vôbec nevšimlo, že sa čas spomalil. Keby sa pozrel z okna, zdalo by sa mu, že sa vesmír pohybuje okolo neho, a teda pomalšie (nezabudnite, že pre neho je v pokoji). Takže čas je relatívny.

Kontrakcia dĺžky

Veci sa skracujú v smere pohybu, keď sa pohybujú relativistickou rýchlosťou. Počas cesty dvojčaťa B si všimne niečo zvláštne na vesmíre. Všimol by si, že sa skrátil (zmenšil v smere jeho pohybu). A faktor, o ktorý sa veci skracujú, je γ {\displaystyle \gamma }. .

Relativistická hmotnosť

Relativistická hmotnosť sa tiež zvyšuje. Je ťažšie ich tlačiť. Takže v čase, keď dosiahnete 0,9999c, potrebujete veľmi veľkú silu, aby ste išli rýchlejšie. To znemožňuje, aby čokoľvek dosiahlo rýchlosť svetla.

Ak sa však pohybujete o niečo pomalšie, napríklad 90 % rýchlosti svetla, vaša hmotnosť narastie len 2,3-krát. Takže hoci je nemožné dosiahnuť rýchlosť svetla, stále je možné sa k nej priblížiť - teda ak máte dostatok paliva.