Hva er lengden sammentrekning?

Lengde sammentrekning refererer til et fenomen der et objekt oppfattes som kortere langs dimensjonen av bevegelsen av en observatør når objektet er i bevegelse i forhold til den observatøren. Det kalles også Lorentz -sammentrekning eller Lorentz - Fitzgerald -sammentrekning, etter fysikere Hendrik Lorentz og George Fitzgerald. Jo raskere et objekt beveger seg i forhold til observatøren, jo mer vil det trekke seg sammen fra observatørens perspektiv. Denne effekten er så liten at den er ubetydelig ved hastigheter mennesker sannsynligvis vil møte i dagliglivet, men i gjenstander som beveger seg med en betydelig brøkdel av lysets hastighet blir den mer merkbar.

Fenomenet med lengde sammentrekning er en konsekvens av spesiell relativitet. I følge teorien om relativitet er lysets hastighet i et vakuum (omtrent 300 000 kilometer, eller 186 000 miles per sekund), eller C, alltid konstant for alle observatører. Motintuitivt er dette fortsatt tilfelle for lys som sendes ut fra en kilde som beveger seg fra PERSPektive på en observatør.

Anta at et objekt blir lansert i retning av reise fra et romskip som beveger seg på 5 kilometer per sekund (kps) i forhold til jorden, og driver det bort fra skipet på 1 kps. En observatør i skipet vil oppfatte det som å bevege seg bort på 1 kps, mens en observatør på jorden vil oppfatte den bevege seg på 6 kps. Hvis et eksternt lys på skipet er slått på, vil observatøren i skipet oppdage lyset som beveger seg bort fra skipet ved C, men observatøren på jorden vil også oppfatte lyset som beveger seg ved C, ikke C pluss skipets hastighet.

Resultatet er at det nøyaktige øyeblikket som skipets lys når et gitt sted, vil variere for forskjellige observatører avhengig av hastigheten deres i forhold til romskipet. Følgelig vil de være uenige om hvilke andre hendelser som skjedde i samme øyeblikk. Dette kalles relativiteten til samtidighet.

hvordan tHans relaterer seg til et objekts detekterte lengde blir ofte forklart i følgende tankeeksperiment. Se for deg en rad med synkroniserte klokker, der hver klokke kan måle når venstre og og høyre ende av et bevegelig objekt passerer foran den. Etter at et objekt beveger seg forbi raden med klokker, kan en observatør bestemme lengden ved å beregne avstanden to klokker må være fra hverandre for høyre ende av objektet for å nå en klokke på samme øyeblikk som venstre ende når den andre klokken.

To observatører som deler en referanseramme vil bli enige om lengden. Ettersom målingen er basert på hvilke hendelser som oppstår samtidig, vil observatører i bevegelse imidlertid i forhold til hverandre ikke bli enige om lengden. Jo større observatørens hastighet i forhold til klokkene, jo mer vil målingene avvike fra en observatør i ro i forhold til dem.

Effekten av lengde sammentrekning vokser i høyere hastigheter. Et objekt som beveger 0,05C (5 prosent av hastigheten på Light), omtrent 14 990 kilometer (9 314 miles) per sekund, vil se ut til å være veldig litt forkortet til en stasjonær observatør - omtrent 99,87 prosent av lengden i ro hvis den er orientert parallelt med bevegelsen. Lengden sett av observatøren trekker seg sammen til 97,79 prosent av lengden i ro på 0,2C, 91,65 prosent på 0,4C og 71,41 prosent ved 0,7C. Ved 0,9C reduseres objektets detekterte lengde til 43,58 prosent, og ved 0,999C trekker den seg sammen til bare 4,47 prosent. Nærmere C -sammentrekning blir enda mer ekstrem, selv om lengden aldri trekker seg sammen til null.

Hvis det er en observatør som reiser med objektet, oppfatter denne observatøren ikke objektet som kontraherende fordi, fra hans eller hennes perspektiv, er den relative hastigheten til objektet null. I den observatørens referanseramme er objektet stasjonært mens resten av universet er i bevegelse i forhold til observatøren, og så fra den observatørens perspektiv er det resten av universet som trekker seg sammen.

Endringen i den målte lengden på et objekt som gjennomgår lengde sammentrekning skiller seg fra hvordan objektet faktisk vil vises visuelt, sett av det menneskelige øyet eller et kamera, fordi et objekt som beveger seg raskt nok til å produsere merkbar lengde -sammentrekning beveger seg med en betydelig prosentandel av hastigheten på sitt eget lys. I slike hastigheter vil fotoner som sendes ut fra forskjellige deler av objektet samtidig nå observatøren på betydelig forskjellige tider, og forvrenge objektets visuelle utseende. Dermed ville et objekt som beveger seg mot en observatør med høy hastighet bli forvrengt slik at det faktisk ville virke lengre til visuell inspeksjon til tross for lengde sammentrekning. Et objekt som beveger seg bort fra observatøren ville se kortere ut på grunn av samme tidsforsinkelseseffekt, på toppen av den faktiske lengden sammentrekning, og et objekt som går forbi observatøren ser ut til å være skjev eller rotert.