Относительность одновременности

Как вы знаете, одно из важнейших понятий механики — материальная точка. Это — модель тела, размерами которого в данной задаче можно пренебречь. Положение материальной точки задаётся тремя координатами.

Основное же понятие специальной теории относительности — событие. В заданной системе отсчёта событие задаётся не только тремя координатами, указывающими, где оно произошло, но ещё и четвёртой величиной — моментом времени, указывающим, когда оно произошло.

Рассмотрим в качестве примера два события:

1) выход человека утром из подъезда своего дома;

2) возвращение его к себе домой вечером.

Можно ли утверждать, что эти два события происходят в одной точке¹ пространства?

¹ Будем считать, что можно пренебрегать размерами самого дома.

Казалось бы, ответ на этот вопрос может быть только утвердительным: ведь дом за день никуда не переместился! Однако это верно только в системе отсчёта, связанной с Землёй, на которой стоит дом. А, например, в системе отсчёта, связанной с Солнцем, надо учесть, что человек вместе с Землёй участвует в её суточном вращении и движется по орбите вокруг Солнца со скоростью 30 км/с. Следовательно, за каждый час своего пребывания вне дома человек вместе с Землёй пролетает в космосе больше 100 000 км! Значит, если человек вернулся домой, скажем, через девять часов, то за время своего отсутствия он пролетел в космосе около миллиона километров — даже если этим человеком была бабушка, которая всё это время просидела на лавочке у подъезда!

Итак, утверждение о том, что два события произошли в одной точке пространства, является относительным: его справедливость зависит от выбора системы отсчёта, в которой рассматривают эти события.

Но тут пока нет ничего для нас нового: относительность положения имеет место и в классической механике, основанной на законах Ньютона.

А как обстоит дело с одновременностью двух событий: является ли она также относительной, то есть зависит ли она от выбора системы отсчёта?

Согласно классической физике, основанной на законах Ньютона, понятие одновременности двух событий является абсолютным.

Продолжение >>>