Lorentzfaktor

Klassische Relativitätstheorie

Die klassische Relativitätstheorie geht davon aus, dass wenn man einen Ball mit 50 mph wirft, während man mit 5 mph läuft, der Ball mit 55 mph reist. Natürlich bewegt sich der Ball mit 50 mph immer noch von Ihnen weg. Wenn man Sie also fragen würde, würden Sie sehen, dass sich der Ball mit 50 mph bewegt. In der Zwischenzeit sah Ihre Freundin Rory, dass Sie zufällig mit 5 mph gelaufen sind. Er würde sagen, dass der Ball mit 55 mph gelaufen ist. Sie haben beide Recht, Sie haben sich nur zufällig mit dem Ball bewegt.

Die Lichtgeschwindigkeit, c, beträgt 670.616.629 mph. Wenn Sie sich also in einem Auto mit halber Lichtgeschwindigkeit (0,5c) befinden und Ihre Scheinwerfer einschalten, bewegt sich das Licht mit 1 c von Ihnen weg... oder sind es 1,5 c? Es endet damit, dass c auf jeden Fall c ist. Der nächste Abschnitt erklärt, warum es nicht c - 0.5c ist.

Zeitdilatation

Wenn eine Uhr in Bewegung ist, tickt sie um einen winzigen Faktor langsamer: γ {\displaystyle \gamma } . Das berühmte Zwillingsparadoxon besagt, dass, wenn es zwei Zwillinge gäbe und Zwilling A auf der Erde bliebe, während Zwilling B einige Jahre lang in der Nähe von c reiste, Zwilling B bei seiner Rückkehr auf die Erde viele Jahre jünger als Zwilling A wäre (weil er weniger Zeit erlebte). Wenn Zwilling B zum Beispiel mit 20 Jahren abreiste und 10 Jahre lang bei 0,9c reiste, dann wäre Zwilling B bei seiner Rückkehr zur Erde 30 (20 Jahre + 10 Jahre) und Zwilling A fast 43 Jahre alt:

20 + ( 10 ∗ 1 1 1 - . 9 2 ) = 42.9416 {\displaystyle 20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}})=42.9416}

Zwilling B würde nicht bemerken, dass sich die Zeit überhaupt verlangsamt hat. Wenn er aus einem Fenster schaute, würde es ihm so vorkommen, als würde sich das Universum an ihm vorbei bewegen und daher langsamer werden (denken Sie daran, dass er sich in Ruhe befindet). Zeit ist also relativ.

Längenkontraktion

Dinge werden in der Bewegungsrichtung kürzer, wenn sie sich mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegen. Während der Reise von Zwilling B würde er etwas Merkwürdiges im Universum bemerken. Er bemerkte, dass es kürzer wurde (in seiner Bewegungsrichtung zusammengezogen). Und der Faktor, um den die Dinge kürzer werden, ist γ {\displaystyle \gamma } .

Relativistische Masse

Auch die relativistische Masse nimmt zu. Das macht es schwieriger, sie zu drängen. Wenn Sie also 0,9999c erreichen, brauchen Sie eine sehr große Kraft, damit Sie schneller vorankommen. Das macht es unmöglich, dass irgendetwas die Lichtgeschwindigkeit erreicht.

Wenn Sie jedoch etwas langsamer reisen, sagen wir mit 90% der Lichtgeschwindigkeit, wächst Ihre Masse nur um das 2,3-fache. Auch wenn es also unmöglich sein mag, die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, kann es dennoch möglich sein, sich ihr zu nähern - das heißt, wenn man genügend Treibstoff hat.