Erityinen suhteellisuusteoria on tieteellinen teoria, joka kuvaa aineen liikkumista ajassa ja avaruudessa. Kun Albert Einstein julkaisi sen ensimmäisen kerran vuonna 1905, erityinen suhteellisuusteoria aiheutti vallankumouksen fysiikkayhteisössä ja sai meidät katsomaan maailmankaikkeutta uudessa valossa. Erityinen suhteellisuusteoria on yksi kaikkien aikojen parhaiten vahvistetuista fysiikan teorioista, ja sen ennusteet on todennettu yli XNUMX desimaalin tarkkuudella.
Erikoisrelatiivisuuden kaksi peruspostulaattia ovat, että fysiikan lait ovat samat absoluuttisesta nopeudesta riippumatta ja että valon nopeus on vakio kaikille tarkkailijoille. Jos olet suljetussa laatikossa, joka liikkuu vakionopeudella, erityinen suhteellisuusteoria ennustaa, että mikään laatikon sisällä tekemäsi koe ei voi kertoa, kuinka nopeasti laatikko liikkuu. Samoin valon nopeus pysyy samana laatikon sisällä olevan tarkkailijan osalta, vaikka laatikko itse liikkuisi suuren murto -osan valon nopeudesta.
Erityinen suhteellisuusteoria hylkää Newtonin kehittämät käsitteet “absoluuttinen tila” ja “absoluuttinen aika”. Erityis suhteellisuusteoriassa ei ole olemassa yhtä ainoaa universaaliaikaa; pikemminkin aika on erilainen jokaiselle tarkkailijalle. Ei ole myöskään yhtä ainoaa universaalia avaruuden mittaria; yksittäinen viivain voi olla pidempi tai lyhyempi sen mukaan, kuka sen mittaa. Lopuksi erityinen suhteellisuusteoria yhdistää tilan ja ajan käsitteet yhdeksi nelidimensioiseksi rakenteeksi, jota kutsutaan ”avaruusajaksi”.
Erityisen suhteellisuusteorian mukaan jos kohde liikkuu suurella nopeudella suhteessa sinuun, esine näyttää käyttäytyvän oudosti. Sen massa kasvaa, joten kiihtyminen vaikeutuu ja vaikeutuu lähestyessään valon nopeutta. Se näyttää kutistuvan liikesuunnassaan ja vääristyvän yhä nopeammin. Myös kohteen aika vääristyy; jos objektissa on kello, se näyttää hitaammin. Nämä vaikutukset tapahtuvat jokaiselle esineelle, mutta ne tulevat havaittaviksi vasta, kun esineet lähestyvät valon nopeutta.
Erityinen suhteellisuusteoria estää esineitä kulkemasta valon nopeutta nopeammin. Jos kohde näyttää kulkevan yhden tarkkailijan valonnopeutta nopeammin, on oltava mahdollista löytää tarkkailija, joka näkee kohteen kulkevan taaksepäin ajassa. Kun kohteen nopeus lähestyy valon nopeutta, sen massa ja liike -energia menevät äärettömyyteen. Jopa tiedot eivät välttämättä kulje valoa nopeammin, koska tämä sallii myös viestien lähettämisen taaksepäin ajassa.