Lorentz-transformationen har den konsekvens, at tid og længde ikke er universelle størrelser, men afhænger af de vilkår, hvorunder de observeres. Måling af tidsintervaller vil således afhænge af iagttagerens hastighed i forhold til tidsmåleren (fx et ur eller et pendul). Hvis et pendul er i hvile i et inertialsystem S′, som bevæger sig med hastigheden v i forhold til et andet inertialsystem S, og pendulets periode (svingningstid) måles i S′ til at have værdien T ′, vil perioden, observeret fra S, være længere og givet ved T = γT ′. Set fra S går tiden derfor langsommere i S′. Den tid, som måles af et ur, der følger med et inertialsystem, kaldes systemets egentid. Eksperimenter med ustabile atomkerner eller elementarpartikler, som bevæger sig med relativistiske hastigheder, har bekræftet tidsforlængelsen. De har en længere middellevetid, når deres hastighed er stor, og netop med en levetidsforlængelse givet ved faktoren γ.
Ligesom måling af tid vil også måling af afstande afhænge af den relative hastighed mellem iagttageren og den genstand, der måles. Hvis en målestok har længden L′ i inertialsystemet S′, vil den målt fra S have længden L = L′/γ, altså være forkortet og des mere, jo nærmere hastigheden v kommer til lyshastigheden c. Fænomenet kaldes den relativistiske længdeforkortelse eller Lorentz-forkortelsen. Målestokkens maksimale længde måles, når den er i hvile i forhold til iagttageren uafhængigt af, i hvilket inertialsystem denne befinder sig.
"Tvillingparadokset" eller "urparadokset" er en meget omtalt konsekvens af den relativistiske tidsforlængelse. Tvillinger, hvoraf den ene forbliver i et inertialsystem S, mens den anden bevæges med stor hastighed derfra først i én retning og derefter tilbage til udgangspunktet (inertialsystemet S), vil have forskellige aldre, når de mødes efter den enes rejse. Den rejsende tvilling vil være mindre ældet, idet tidsforløbet målt i S for denne tvilling vil have været kortere end for den tvilling, der er blevet hjemme. Var et ur blevet sendt af sted på samme måde, ville det vise en kortere rejsetid end uret, der forbliver i inertialsystemet S. Man kan altså observere, hvilken tvilling eller hvilket ur der har været på rejse.
Når dette fænomen, som faktisk kunne forekomme, er betegnet som et paradoks, skyldes det, at der ved en umiddelbar betragtning er en modstrid med den grundforudsætning i relativitetsteorien, at alle inertialsystemer er ligeværdige, dvs. at man ved observation af fysiske fænomener ikke kan skelne et inertialsystem fra et andet. Havde begge tvillinger eller ure derfor under hele forløbet været i inertialsystemer, ville man ikke kunne observere forskel imellem dem. Løsningen på paradokset er, at den tvilling eller det ur, der har været på rejse, nødvendigvis må have undergået accelerationer for at komme tilbage i inertialsystemet S.
Ligesom tidens gang mister også begrebet samtidighed sin absolutte betydning i relativitetsteorien. To begivenheder, som finder sted på samme tid for én iagttager, er ikke nødvendigvis samtidige for en anden iagttager, der er i relativ bevægelse i forhold til den første. Det var Einsteins fortjeneste at forstå denne mangel på universel samtidighed.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.