Co to jest skurcz długości?

Skurcz długości odnosi się do zjawiska, w którym obiekt jest postrzegany jako krótszy wzdłuż wymiaru jego ruchu przez obserwatora, gdy obiekt jest w ruchu względem tego obserwatora.Nazywa się to również skurczem Lorentz lub skurczem Lorentza - Pitzgeralda po fizykach Hendrik Lorentz i George Fitzgerald.Im szybciej obiekt porusza się w stosunku do obserwatora, tym bardziej będzie się kurczy z perspektywy obserwatorów.Efekt ten jest tak niewielki, że jest nieistotny przy prędkościach, że ludzie prawdopodobnie napotkają w życiu codziennym, ale w obiektach poruszających się z znaczącą częścią prędkości światła staje się bardziej zauważalne.

Zjawisko skurczu długości jest konsekwencją specjalnegowzględność.Zgodnie z teorią względności prędkość światła w próżni (około 300 000 kilometrów lub 186 000 mil na sekundę) lub C, jest zawsze stała dla wszystkich obserwatorów.Sprzeczne, pozostaje to przypadek światła emitowanego ze źródła, które przesuwa się z perspektywy obserwatora.

Załóżmy, że obiekt zostaje uruchomiony w kierunku podróży z statku kosmicznego poruszającego się 5 kilometrów na sekundę (KPS) w stosunku do Ziemi w stosunku do Ziemi, wypędzając go od statku przy 1 kps.Obserwator na statku postrzega go jako odejście z 1 kps, podczas gdy obserwator na Ziemi dostrzega, że porusza się przy 6 kps.Jeśli zewnętrzne światło na statku zostanie włączone, obserwator na statku wykryje światło odchodzące od statku w C, ale obserwator na Ziemi również dostrzega światło poruszające się w C, a nie C plus prędkość statku.W związku z tym nie zgadzają się, jakie inne zdarzenia miały miejsce w tym samym momencie.Nazywa się to względnością jednoczesności.

Jak to odnosi się do długości wykrytych obiektów, jest powszechnie wyjaśniane w następującym eksperymencie myślowym.Wyobraź sobie rząd zsynchronizowanych zegarów, w których każdy zegar może mierzyć, gdy przed nim przechodzi lewy i prawy koniec ruchomego obiektu.Po tym, jak obiekt przesunął się obok rzędu zegarów, obserwator może określić jego długość, obliczając odległość dwa zegary musiałyby być od siebie dla prawego końca obiektu, aby dotrzeć do jednego zegara w tym samym momencie.Zegar.

Dwóch obserwatorów udostępniających ramkę odniesienia uzgodni długość.Ponieważ pomiar opiera się na tym, które zdarzenia występują jednocześnie, obserwatorzy w ruchu względem siebie nie zgadzają się na długość.Im większa prędkość obserwatorów w stosunku do zegarów, tym bardziej ich pomiary będą różnić się od pomiaru obserwatora w spoczynku w stosunku do nich.

Wpływ skurczu długości rośnie przy wyższych prędkościach.Obiekt poruszający się o 0,05 ° C (5 procent prędkości światła), około 14 990 kilometrów (9 314 mil) na sekundę, wydaje się być bardzo lekko skrócony do stacjonarnego obserwatora i mdash;Około 99,87 procent jego długości w spoczynku, jeśli jest on zorientowany równolegle do linii jego ruchu.Długość obserwowana przez obserwatora zawiera 97,79 procent jego długości w spoczynku na 0,2 ° C, 91,65 procent przy 0,4 ° C i 71,41 procent przy 0,7 ° C.Przy 0,9 ° C wykryta długość obiektów jest zmniejszona do 43,58 procent, a przy 0,999 ° C kontraktowa do zaledwie 4,47 procent.Bliżej skurczu C rośnie jeszcze bardziej ekstremalnie, chociaż długość nigdy nie kurczy się z zero.

Jeśli jest obserwator podróżujący z obiektem, ten obserwator nie postrzega obiektu jako kontraktowego, ponieważ z jego perspektywy względna prędkość względnejObiekt wynosi zero.W ramach odniesienia obserwatorów obiekt jest stacjonarny, podczas gdy reszta wszechświata jest w ruchu w stosunku do obserwatora, a zatem z perspektywy obserwatorów jest to reszta wszechświata, która się kurczy.

Zmiana pomiaruCzerwona długość obiektu podlegającego skurczowi długości różni się od tego, jak obiekt faktycznie pojawiłby się wizualnie, jak widać ludzkie oko lub aparat, ponieważ obiekt poruszający się wystarczająco szybko, aby wytworzyć zauważalny skurcz długości, porusza się przy znacznym procencie prędkości jegowłasne światło.Przy takich prędkościach fotony emitowane z różnych części obiektu w tym samym czasie dotrą do obserwatora w znacznie różnych czasach, zniekształcając wizualny wygląd obiektów.Zatem obiekt poruszający się w kierunku obserwatora z dużą prędkością byłby zniekształcony, tak że faktycznie wydawałby się dłuższy do kontroli wizualnej pomimo skurczu długości.Obiekt odchodzący od obserwatora wyglądałby krótszy z powodu tego samego efektu opóźnienia, na poziomie rzeczywistego skurczu długości, a obiekt przechodzący obok obserwatora wydawałby się być chumany lub obrócony.