การหดตัวของความยาวหมายถึงปรากฏการณ์ที่วัตถุถูกรับรู้ว่าสั้นกว่าตามมิติของการเคลื่อนที่ของมันโดยผู้สังเกตการณ์เมื่อวัตถุนั้นเคลื่อนที่เมื่อเปรียบเทียบกับผู้สังเกตการณ์นั้น มันก็เรียกว่า Lorentz contraction หรือ Lorentz – Fitzgerald contraction หลังจากนักฟิสิกส์ Hendrik Lorentz และ George Fitzgerald ยิ่งวัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์ก็ยิ่งหดตัวจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์มากเท่านั้น เอฟเฟกต์นี้มีขนาดเล็กมากจนไม่อาจมองข้ามได้ในชีวิตประจำวัน แต่ในวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยสัดส่วนของความเร็วแสงจะเห็นได้ชัดเจนขึ้น
ปรากฏการณ์การหดตัวของความยาวเป็นผลมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพความเร็วของแสงในสุญญากาศ (ประมาณ 300,000 กิโลเมตรหรือ 186,000 ไมล์ต่อวินาที) หรือ c คงที่เสมอสำหรับผู้สังเกตการณ์ทุกคน นี่เป็นกรณีของแสงที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดซึ่งเคลื่อนที่จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์
สมมติว่ามีการเปิดตัววัตถุในทิศทางของการเดินทางจากยานอวกาศที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 5 กิโลเมตรต่อวินาที (KPS) ที่สัมพันธ์กับโลกและขับเคลื่อนมันออกจากเรือที่ 1 KPS ผู้สังเกตการณ์ในเรือจะรับรู้ว่ามันเคลื่อนที่ไปที่ 1 KPS ในขณะที่ผู้สังเกตการณ์บนโลกจะรับรู้ว่ามันเคลื่อนที่ที่ 6 KPS หากมีการเปิดไฟภายนอกบนเรือผู้สังเกตการณ์ในเรือจะตรวจจับแสงที่เคลื่อนที่ออกจากเรือที่ c แต่ผู้สังเกตการณ์บนโลกจะรับรู้ถึงแสงที่เคลื่อนที่ที่ c ไม่ใช่ c บวกกับความเร็วของเรือ .
ผลที่ได้คือช่วงเวลาที่แม่นยำที่แสงของเรือมาถึงตำแหน่งที่กำหนดจะแตกต่างกันไปสำหรับผู้สังเกตการณ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความเร็วของยานอวกาศเมื่อเทียบกับยานอวกาศ ดังนั้นพวกเขาจะไม่เห็นด้วยกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้เรียกว่าสัมพัทธภาพของพร้อมกัน
สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความยาวที่ตรวจพบของวัตถุอย่างไรโดยทั่วไปจะอธิบายในการทดลองทางความคิดต่อไปนี้ ลองนึกภาพแถวของนาฬิกาที่ซิงโครไนซ์ซึ่งแต่ละนาฬิกาสามารถวัดได้เมื่อปลายด้านซ้ายและด้านขวาของวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านหน้าไป หลังจากที่วัตถุเคลื่อนที่ผ่านแถวของนาฬิกาผู้สังเกตการณ์สามารถกำหนดความยาวของมันได้โดยการคำนวณระยะทางที่สองนาฬิกาจะต้องอยู่ด้วยกันจากจุดสิ้นสุดขวาของวัตถุที่จะไปถึงหนึ่งนาฬิกาในเวลาเดียวกันทันทีที่ปลายด้านซ้ายมาถึงวินาที นาฬิกา.
ผู้สังเกตการณ์สองคนแบ่งปันกรอบอ้างอิงจะเห็นด้วยกับความยาว เมื่อการวัดขึ้นอยู่กับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกันผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนไหวซึ่งกันและกันจะไม่เห็นด้วยกับความยาว ยิ่งความเร็วของผู้สังเกตการณ์มากขึ้นเมื่อเทียบกับนาฬิกาการวัดของพวกเขาก็จะแตกต่างจากของผู้สังเกตการณ์ที่เหลือเมื่อเปรียบเทียบกับนาฬิกา
ผลของการหดตัวของความยาวจะเพิ่มขึ้นด้วยความเร็วที่สูงขึ้น วัตถุที่เคลื่อนที่ 0.05c (5 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง) ประมาณ 14,990 กิโลเมตร (9,314 ไมล์) ต่อวินาทีจะปรากฏให้เห็นว่าสั้นลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับผู้สังเกตการณ์นิ่ง - ประมาณ 99.87 เปอร์เซ็นต์ของความยาวที่เหลือถ้ามันอยู่ในแนวขนาน ถึงแนวของการเคลื่อนไหว ความยาวที่ผู้สังเกตการณ์มองเห็นคือ 97.79 เปอร์เซ็นต์ของความยาวที่เหลืออยู่ที่ 0.2c, 91.65 เปอร์เซ็นต์ที่ 0.4c และ 71.41 เปอร์เซ็นต์ที่ 0.7c ที่ 0.9c ความยาวที่ตรวจพบของวัตถุจะลดลงเหลือ 43.58 เปอร์เซ็นต์และที่ 0.999c จะลดลงเหลือเพียง 4.47 เปอร์เซ็นต์ การหดตัวใกล้เคียงกับการเติบโตจะยิ่งรุนแรงมากขึ้นแม้ว่าความยาวจะไม่หดเป็นศูนย์
หากมีผู้สังเกตการณ์เดินทางไปกับวัตถุผู้สังเกตการณ์คนนี้จะไม่รับรู้ว่าวัตถุนั้นหดตัวเพราะจากมุมมองของเขาหรือเธอความเร็วเชิงสัมพัทธ์ของวัตถุนั้นจะเป็นศูนย์ ในกรอบอ้างอิงของผู้สังเกตการณ์วัตถุนั้นจะอยู่นิ่งในขณะที่ส่วนที่เหลือของเอกภพกำลังเคลื่อนที่สัมพัทธ์กับผู้สังเกตการณ์และจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์มันเป็นส่วนที่เหลือของเอกภพที่ทำสัญญา
การเปลี่ยนแปลงในความยาวที่วัดได้ของวัตถุที่หดตัวตามความยาวแตกต่างจากที่วัตถุจะปรากฏให้เห็นจริง ๆ ตามที่เห็นด้วยตามนุษย์หรือกล้องเพราะวัตถุเคลื่อนที่เร็วพอที่จะทำให้เกิดการหดตัวของความยาวที่สังเกตเห็นได้ ความเร็วของแสงของตัวเอง ด้วยความเร็วดังกล่าวโฟตอนที่เปล่งออกมาจากส่วนต่าง ๆ ของวัตถุในเวลาเดียวกันจะไปถึงผู้สังเกตการณ์ในเวลาที่ต่างกันอย่างเห็นได้ชัดทำให้บิดเบือนลักษณะที่มองเห็นของวัตถุ ดังนั้นวัตถุที่เคลื่อนที่ไปยังผู้สังเกตการณ์ด้วยความเร็วสูงจะถูกบิดเบือนเพื่อให้การตรวจสอบด้วยสายตามองเห็นได้นานขึ้นแม้จะมีการหดตัวของความยาว วัตถุที่เคลื่อนที่ออกไปจากผู้สังเกตการณ์จะดูสั้นลงเนื่องจากเอฟเฟ็กต์ล่าช้าในเวลาเดียวกันบนการหดตัวตามความยาวจริงและวัตถุที่ผ่านมาผู้สังเกตการณ์ดูเหมือนจะไม่ไว้วางใจหรือหมุน
