長さの収縮とは何ですか？

長さの収縮とは、オブジェクトがその観測者に比べて動きがあるときに、オブジェクトがその動きの次元に沿って短くなると知覚される現象を指します。物理学者のヘンドリック・ローレンツとジョージ・フィッツジェラルドにちなんで、ローレンツ収縮またはロレンツ・フィッツジェラルド収縮とも呼ばれます。オブジェクトがオブザーバーに比べて速く移動するほど、オブザーバーの観点から収縮します。この効果は、人間が日常生活で遭遇する可能性が高い速度では無視できるほど小さくなりますが、光の速度のかなりの部分で動く物体では、より顕著になります。

長さの収縮の現象は、特別な相対性理論の結果です。相対性理論によれば、真空中の光の速度（約30万キロメートル、または186,000マイルあたり186,000マイル）、またはCはすべてのオブザーバーで常に一定です。直感に反して、これはPから移動しているソースから放出される光のケースのままですオブザーバーの存在。

オブジェクトが、地球に対して毎秒5キロメートル（kps）で移動する宇宙船から移動の方向に発射され、1 kpsで船から遠ざかると仮定します。船内の観察者は、それが1 kpsで移動すると認識し、地球上の観察者は6 kpsで動くことを認識します。船の外部光がオンになっている場合、船内の観察者はCの船から離れる光を検出しますが、地球上の観測者は、Cと船の速度ではなく、Cで動く光を知覚します。

結果は、船の光が特定の場所に到達する正確な瞬間は、宇宙船に比べて速度に応じて異なるオブザーバーで異なることです。その結果、彼らは同じ瞬間に他のイベントが起こっていることについて意見が異なります。これは、同時性の相対性と呼ばれます。

どのようにt彼のオブジェクトの検出された長さに関する彼は、一般に次の思考実験で説明されています。同期されたクロックの列を想像してください。各クロックは、移動オブジェクトの左と右端がその前を通過しているときに測定できます。オブジェクトがクロックの行を通り過ぎた後、オブザーバーは、左端が2番目のクロックに到達するのと同じ瞬間に1つのクロックに到達するために、オブジェクトの右端で互いに距離を計算する必要がある距離を計算することにより、その長さを決定できます。

参照フレームを共有する2人のオブザーバーは、長さに同意します。ただし、測定値は同時にどのイベントが発生するかに基づいているため、互いに動いているオブザーバーは長さに一致しません。時計に対する観測者の速度が大きいほど、それらの測定値は、それらに比べて安静時のオブザーバーの測定値とは異なります。

長さ収縮の効果は、高速で成長します。 0.05cを移動するオブジェクト（Lの速度の5％IGHT）、1秒あたり約14,990キロメートル（9,314マイル）は、静止した観察者に対して非常にわずかに短縮されているように見えます。その動きのラインに平行に向けられている場合、安静時の長さの約99.87％です。オブザーバーで見られる長さは、その長さの97.79％が0.2Cで、0.4Cで91.65％、0.7Cで71.41％に契約します。 0.9Cでは、オブジェクトの検出された長さは43.58％に減少し、0.999Cでは4.47％にわずか4.47％に縮小します。 Cに近い収縮はさらに極端に増加しますが、長さはゼロに収縮することはありません。

オブジェクトを使用して移動するオブザーバーがいる場合、このオブザーバーはオブジェクトを契約として認識しません。なぜなら、オブジェクトの相対速度はゼロであるためです。そのオブザーバーの参照フレームでは、オブジェクトは静止していますが、宇宙の残りの部分は観察者と比較して動いています。

長さの収縮を受けるオブジェクトの測定された長さの変化は、人間の目やカメラで見られるように、オブジェクトが実際に視覚的に表示される方法とは異なります。このような速度では、オブジェクトの異なる部分から同時に放出される光子は、オブジェクトの視覚的な外観を歪め、かなり異なる時期に観測者に届きます。 したがって、高速で観測者に向かって移動するオブジェクトは歪んでいるため、長さの収縮にもかかわらず、目視検査に実際に長く表示されます。オブザーバーから離れるオブジェクトは、実際の長さの収縮の上に同じ時間遅れの効果があるために短く見え、オブザーバーを通過するオブジェクトは斜​​めまたは回転しているように見えます。