狹義相對論

長度收縮

一個從你身邊經過的物體,在你測量時,沿其運動方向比靜止時更短。一艘飛掠而過的飛船,在你的參考系中量度,會沿前後方向被同一個使其鐘變慢的勞侖茲因子壓扁。它的寬度和高度,也就是橫越運動的那些方向,絲毫不受影響;只有沿行進方向的長度縮短。

長度收縮是時間膨脹的空間孿生兄弟,二者形影不離、缺一不可。如果運動的鐘走得慢,而光速對每個人又都一樣,那麼運動的尺就必須恰好縮短適當的量,才能讓賬目平衡。你不可能只要其一而捨其二;它們攜手保證每位觀察者測得的光速都是同一個 c。

這個效應真實存在,但它對稱、且依賴參考系:飛船上的船員會看到「你的」世界沿他們的運動方向被壓扁,而覺得自家飛船一切如常。並不存在某個客觀的「真實」長度,是你們當中某一位量錯了。要測量一個運動物體的長度,你必須在同一瞬間標出它的兩端;而既然各觀察者對「同時」意見不一,他們自然對長度也意見不一。

一個生動的例子,仍是來自高層大氣的那場μ子雨。從地面看,我們用μ子變慢的鐘來解釋它們何以存活。可若你與一顆μ子並肩飛行,它的鐘一切正常;反倒是大氣本身正以接近光速迎面衝來,並被長度收縮成薄薄的一層,於是要穿越的距離少得多。兩種描述,同一個自洽的結局。

L = L₀ / γ, γ = 1/√(1 − v²/c²)

靜止長度 L₀,在物體運動的參考系中被測為更短的長度 L;只有沿運動方向的尺寸縮短。

收縮只發生在運動方向上,且只針對你對運動物體所測得的量;物體在它自己的參考系中永遠保有完整的靜止長度。此外,單張相機快照還會帶來與這種「測量」收縮不同的視覺變形。

又稱
Lorentz contractionmoving objects shorten运动物体变短運動物體變短