狭义相对论
同时性的相对性
对一位观察者而言「同时」发生的两个事件,对另一位相对他运动的观察者来说,可能明显发生在不同的时刻。并不存在一个横贯整个宇宙、唯一而普遍的「现在」;每位观察者切分时间的方式都略有不同。这是狭义相对论中最深刻、也最令人不安的观念,是时间膨胀与长度收缩由以生长的根。
其原因可以直接追溯到光速的恒定。要判定两个相隔遥远的事件是否同时,你必须借助信号去比较,而光是我们拥有的最快、最公平的信号。可是两位作相对运动的观察者,对这些光信号如何抵达中点意见不一,于是他们对「哪个事件先发生」也确实各执一词。谁都没有错;他们用着相同的规则,却得到不同的答案。
设想一节车厢,正中央装着一盏灯。车上的乘客看到闪光同时抵达前后两壁,因为对她来说,光走过相等的距离、又有相同的速度。而对站台上的人来说,车厢在运动,后壁迎着光奔去、前壁则逃离光,于是站台观察者看到后壁先被照亮。同样的闪光,两种都真实却不同的先后次序。
关键在于:同时性的相对性,只会打乱那些相距太远、连光都来不及在其间往返的事件的次序。凡是被因果联系起来的事件,对每一位观察者都保持同样的先后顺序,所以过去绝不会变成未来。相对论弯曲了我们「现在」的概念,却从不让结果抢在原因之前。
Δt' = γ (Δt − v Δx / c²)
在一个参考系中同时(Δt = 0)却在空间上分开(Δx ≠ 0)的两个事件,在运动参考系中并不同时。
只有类空间隔的事件其同时性才是相对的。因果(类时间隔事件)的先后顺序是绝对的,从而保护了因果律。
又称
另见