Cos'è la contrazione della lunghezza?

La contrazione della lunghezza si riferisce a un fenomeno in cui un oggetto viene percepito come più corto lungo la dimensione del suo movimento da un osservatore quando l'oggetto è in movimento rispetto a quell'osservatore.Si chiama anche contrazione di Lorentz o contrazione di Lorentz - Fitzgerald, dopo che i fisici Hendrik Lorentz e George Fitzgerald.Più velocemente un oggetto si muove rispetto all'osservatore, più contraggerà dal punto di vista degli osservatori.Questo effetto è così piccolo da essere trascurabili a velocità che gli umani si incontrano nella vita quotidiana, ma negli oggetti che si muovono a una frazione apprezzabile della velocità della luce diventa più evidente.

Il fenomeno della contrazione di lunghezza è una conseguenza di specialerelatività.Secondo la teoria della relatività, la velocità della luce nel vuoto (circa 300.000 chilometri, o 186.000 miglia, al secondo) o C, è sempre costante per tutti gli osservatori.Controintuitivamente, questo rimane il caso della luce emessa da una fonte che si sta muovendo dalla prospettiva di un osservatore.

Supponiamo che un oggetto sia lanciato un oggetto nella direzione del viaggio da un'astronave che si muove a 5 chilometri al secondo (KPS) rispetto alla Terra, spingendolo lontano dalla nave a 1 kps.Un osservatore nella nave lo percepirà come allontanandosi a 1 kps, mentre un osservatore sulla terra lo percepirà a muoversi a 6 kps.Se viene accesa una luce esterna sulla nave, l'osservatore nella nave rileverà la luce che si allontanerà dalla nave a C, ma l'osservatore sulla terra percepirà anche la luce che si muove a c, non più la velocità della nave.

Il risultato è che il momento preciso in cui la luce delle navi raggiunge una determinata posizione varierà per diversi osservatori a seconda della loro velocità rispetto all'astronave.Di conseguenza, non saranno d'accordo su quali altri eventi stavano avvenendo nello stesso momento.Questo è chiamato la relatività della simultaneità.

Il modo in cui ciò si riferisce alla lunghezza rilevata di un oggetto è comunemente spiegato nel seguente esperimento di pensiero.Immagina una fila di orologi sincronizzati, in cui ogni orologio può misurare quando l'estremità sinistra e e destra di un oggetto in movimento passa davanti a esso.Dopo che un oggetto si muove oltre la riga di orologi, un osservatore può determinarne la lunghezza calcolando la distanza che due orologi dovrebbero essere l'uno dall'altro per l'estremità destra dell'oggetto per raggiungere un orologio nello stesso istante l'estremità sinistra raggiunge il secondoClock.

Due osservatori che condividono un frame di riferimento saranno d'accordo sulla lunghezza.Poiché la misurazione si basa su cui si verificano gli eventi contemporaneamente, tuttavia, gli osservatori in movimento l'uno rispetto all'altro non concordano sulla lunghezza.Maggiore è una velocità di osservatori rispetto agli orologi, più le loro misurazioni differiscono da quelle di un osservatore a riposo rispetto a loro.

L'effetto della contrazione della lunghezza aumenta a velocità più elevate.Un oggetto che muove 0,05 ° C (5 percento della velocità della luce), circa 14.990 chilometri (9.314 miglia) al secondo, sembrerà essere leggermente ridotto a un osservatore stazionario mdash;Circa il 99,87 percento della sua lunghezza a riposo se è orientato parallelamente alla linea del suo movimento.La lunghezza osservata dagli Observer si contrae al 97,79 percento della sua lunghezza a riposo a 0,2 ° C, 91,65 per cento a 0,4 ° C e 71,41 per cento a 0,7 ° C.A 0,9 ° C gli oggetti rilevati la lunghezza è ridotta al 43,58 per cento e a 0,999c contrae solo il 4,47 percento.Più vicino alla contrazione C aumenta ancora più estrema, sebbene la lunghezza non si contrae non si contrae.L'oggetto è zero.In quel frame di riferimento degli osservatori, l'oggetto è stazionario mentre il resto dell'universo è in moto rispetto all'osservatore, e quindi, dalla prospettiva degli osservatori, è il resto dell'universo che si contrae.

Il cambiamento nella misuraLa lunghezza rossa di un oggetto in fase di lunghezza differisce da come l'oggetto sembrerebbe effettivamente visivamente, come visto dall'occhio umano o da una fotocamera, perché un oggetto si muove abbastanza velocemente da produrre una notevole contrazione della lunghezza si muove a una percentuale significativa della velocità del suola propria luce.A tali velocità, i fotoni emessi da diverse parti dell'oggetto contemporaneamente raggiungeranno l'osservatore in tempi apprezzabili, distorcendo l'aspetto visivo degli oggetti.Pertanto, un oggetto che si muove verso un osservatore ad alta velocità sarebbe distorto in modo che sembri effettivamente più a lungo per l'ispezione visiva nonostante la contrazione della lunghezza.Un oggetto che si allontana dall'osservatore sembrerebbe più corto a causa dello stesso effetto di ritardo, in cima alla contrazione di lunghezza effettiva, e un oggetto che supera l'osservatore sembrerebbe essere askew o ruotato.