Hvad er længde sammentrækning?
Længde sammentrækning henviser til et fænomen, hvor et objekt opfattes som kortere langs dimensionen af dens bevægelse af en observatør, når objektet er i bevægelse i forhold til den observatør. Det kaldes også Lorentz -sammentrækning eller Lorentz - Fitzgerald -sammentrækning efter fysikere Hendrik Lorentz og George Fitzgerald. Jo hurtigere et objekt bevæger sig i forhold til observatøren, jo mere vil det kontrahere fra observatørens perspektiv. Denne effekt er så lille, at den er ubetydelig med hastigheder, som mennesker sandsynligvis vil støde på i dagligdagen, men i genstande, der bevæger sig med en mærkbar brøkdel af lysets hastighed, bliver det mere mærkbart.
Fænomenet med længde sammentrækning er en konsekvens af særlig relativitet. I henhold til relativitetsteorien er lysets hastighed i et vakuum (ca. 300.000 kilometer eller 186.000 miles pr. Sekund) eller C altid konstant for alle observatører. Modintuitivt forbliver dette tilfældet for lys, der udsendes fra en kilde, der bevæger sig fra Perspektiv af en observatør.
Antag, at et objekt lanceres i retning af rejsen fra et rumskib, der bevæger sig med 5 kilometer i sekundet (KPS) i forhold til Jorden, hvilket driver det væk fra skibet på 1 kps. En observatør i skibet vil opfatte det som at bevæge sig væk ved 1 kps, mens en observatør på Jorden vil opfatte den at bevæge sig på 6 kps. Hvis et eksternt lys på skibet er tændt, vil observatøren i skibet registrere lyset, der bevæger sig væk fra skibet ved C, men observatøren på Jorden vil også opfatte lyset, der bevæger sig ved C, ikke C plus skibets hastighed.
Resultatet er, at det nøjagtige øjeblik, hvor skibets lys når et givet sted, vil variere for forskellige observatører afhængigt af deres hastighed i forhold til rumskibet. Derfor vil de være uenige om, hvilke andre begivenheder der forekom på det samme øjeblik. Dette kaldes samtidighedens relativitet.
hvordan tHans vedrører et objekts detekterede længde forklares ofte i det følgende tankeeksperiment. Forestil dig en række synkroniserede ure, hvor hvert ur kan måle, når venstre og og højre ende af et bevægende objekt passerer foran det. Når et objekt bevæger sig forbi rækken med ure, kan en observatør bestemme dens længde ved at beregne afstanden, som to ure skulle være fra hinanden for højre ende af objektet for at nå et ur på samme øjeblik, venstre ende når det andet ur.
To observatører, der deler en referenceramme, er enige om længden. Da målingen er baseret på hvilke begivenheder, der forekommer samtidig, vil observatører imidlertid i bevægelse i forhold til hinanden ikke blive enige om længden. Jo større en observatørs hastighed i forhold til ure, jo mere vil deres målinger afvige fra en observatør i hvile i forhold til dem.
Effekten af længdekontraktion vokser ved højere hastigheder. Et objekt, der bevæger 0,05C (5 procent af hastigheden på Light), ca. 14.990 kilometer (9.314 miles) pr. Sekund, ser ud til at være meget let forkortet til en stationær observatør - ca. 99,87 procent af sin længde i hvile, hvis den er orienteret parallelt med linjen i dens bevægelse. Længden, der blev set af observatøren, kontrakter til 97,79 procent af dens længde i hvile ved 0,2 ° C, 91,65 procent ved 0,4 ° C og 71,41 procent ved 0,7 ° C. Ved 0,9 ° C reduceres objektets detekterede længde til 43,58 procent, og ved 0,999C kontrakterer det kun 4,47 procent. Tættere på C -sammentrækning vokser endnu mere ekstrem, skønt længden aldrig kontrakter til nul.
Hvis der er en observatør, der rejser med objektet, opfatter denne observatør ikke objektet som kontrahering, fordi objektets relative hastighed er nul fra hans eller hendes perspektiv. I denne observatørens referenceramme er objektet stationært, mens resten af universet er i bevægelse i forhold til observatøren, og så ud fra den observatørs perspektiv er det resten af universet, der indgår.
Ændringen i den målte længde af et objekt, der gennemgår længde -sammentrækning, adskiller sig fra, hvordan objektet faktisk ville vises visuelt, som det ses af det menneskelige øje eller et kamera, fordi et objekt, der bevæger sig hurtigt nok til at producere mærkbar længde -sammentrækning, bevæger sig med en betydelig procentdel af hastigheden i sit eget lys. Ved sådanne hastigheder vil fotoner, der udsendes fra forskellige dele af objektet på samme tid, nå observatøren på markant forskellige tidspunkter, fordreje objektets visuelle udseende. Således ville et objekt, der bevæger sig mod en observatør i en høj hastighed, blive forvrænget, så det faktisk ville se længere ud til visuel inspektion på trods af længdekontraktion. Et objekt, der bevæger sig væk fra observatøren, ville se kortere ud på grund af den samme tidsforsinkelseseffekt, på toppen af den faktiske længde -sammentrækning, og et objekt, der går forbi observatøren, synes at være skævt eller roteret.