این بحث را با یک سؤال شروع می کنیم.

به نظر شما به چه سرعتی باید حرکت کنید تا به کهکشانی در فاصله 5 سال نوری برسید؛ در حالی که مردم روی زمین، این فاصله را 100 سال نوری اندازه گرفته اند؟

آن طوری که از زمین یا سفینه فضایی دیده می شود، کهکشان چه قدر دور است؟

پاسخ:

و باز هم با تبدیل سال نوری به ثانیه خواهیم داشت:

پس مسافت و فضایی که باید طی شود، کوتاه تر می شود و انقباض پیدا می کند!

نحوه محاسبه را اکنون متوجه خواهید شد.

طبق اندازه گیری زمینی (مقایسه ساعت زمینی با ساعت سفینه) فاصله بین دو سیاره :

است؛اما طبق اندازه گیری سفینه فضایی، فاصله با فرمول :

 محاسبه می شود.

بنابراین، همان طوری که از سفینه دیده می شود، فاصله بین سیارات، کم تر است. با تغییر چارچوب مرجع (یعنی از دید ناظر سفینه)، گویی سیارات از کنار سفینه رد می شوند؛ پس ناظر درون سفینه، فاصله کوچک تری بین سیارات نسبت به ناظر ساکن در هر دو سیاره می بیند.

 

  

بنابراین از دید ناظر ساکن، یک چوب متحرک (که موازی با جهت حرکت قرار گرفته) کوتاه تر از چوبی که ساکن است، به نظر می رسد.

برای فهم بیش تر این مطلب، به حرکت سفینه فضایی دقت کنید:

سرعت سفینه 10% سرعت نور

سرعت سفینه 86.5% سرعت نور

سرعت سفینه 99% سرعت نور

سرعت سفینه 99.99% سرعت نور

• توپ تنیس در حال حرکت با سرعت بالا مثل یک کلوچه نازک دیده می شود. در سرعت زیاد، ضخامت یک کلوچه نازک در حد صفر دیده می شود!
•  برای کسی که با سرعت نور حرکت می کند، فاصله بین منظومه شمسی و مرکز کهکشان (یا هر فاصله ای) تقریبا صفر به نظر می رسد.
•  عبور با سرعت زیاد از کنار یک تابلو یا خانه، آن ها را به طور افقی، منقبض نشان می دهد.
  
•  وقتی لحظه ای به نمای خانه ای نگاه کنید، هنگام رد شدن از کنار خانه ، با این که نور از کناره های نمای خانه در زمان نسبتا کوتاه تری منتشر می شود ( و فاصله طولانی تری در همان سرعت مشابه نوری که به نمای روبرو رسیده، می پیماید) درست در هنگام روبه رویی با خانه و به ناظر می رسد و نمای خانه جلوی عبور پرتو نشان داده شده را نمی گیرد.
  

نتیجه گیری:

مکان و فضا هم مانند زمان، مطلق و ثابت نیست، بلکه خصوصیات مشترک داشته و نسبی اند. هر دوی این خصوصیات به ناظر وابسته اند. حوادثی که در یک چارچوب مرجع (از دید ناظری خاص)، همزمان به نظر می رسند، در چارچوب مرجع دیگر (ناظر دیگر در شرایط مکانی و زمانی دیگر) همزمان نیستند. هر ناظری، سیستم مکان – زمان خاص خود را دارد.

پس به همان صورتی که گذشت زمان در سرعت های متفاوت، عوض می شود؛ مکان و ابعاد فضا نیز بسته به میزان سرعت اجسام تغییر خواهد کرد.

مرکز یادگیری سایت تبیان