‍ نسبیت همزمانی

با استفاده از تبدیلات لورنتس می‌توان نمودار فضازمان ناظر 'O را در نمودار ناظر O رسم کرد. این نمودار در شکل۱ رسم شده است. با استفاده از این نمودار می‌توان به زیبایی نسبیت همزمانی را نشان داد. رويداد 𝐴 و 𝐵 كه از نگاه ناظر 𝑂 همزمان اتفاق می‌افتد را در نظر بگيريد. همانطور كه در شكل۲ مشخص شده است، اين دو رويداد از نگاه  ناظر '𝑂 در دو لحظه متفاوت اتفاق می‌افتد. به اين نتيجه كه از نسبيت خاص بدست می‌آيد، نسبيت همزمانی می‌گويند. يعنی‌ دو پديده ای كه از نگاه ناظري همزمان است، از نگاه ناظر ديگر ممكن است همزمان نباشد. اين موضوع نتيجه پذيرش اصل ثابت بودن سرعت نور است.

اين وضعيت را مي توان با مثالي روشن كرد. دو ناظر به نام های 𝑀  و 𝐹  را در نظر بگيريد كه در دو سر ميز بلندی نشسته‌اند كه درون يک واگن از قطار سريع‌السير قرار دارد. ناظر 𝑀  در جهت حركت قطار و ناظر 𝐹  در خلاف جهت حركت قطار نشسته است. منبع نوري در وسط ميز به فاصله يكسان از 𝑀  و 𝐹  قرار دارد. در يک لحظه مشخص منبع نور روشن مي‌شود و پرتوهاي نور با سرعت 𝑐  به طرف 𝑀 و 𝐹 حركت مي كند. اين دو نفر بر اين موضوع توافق دارند كه پرتو نور همزمان به آنها رسيده است، زيرا هر دو سرعت نور و فاصله‌اي كه منبع از آنها قرار گرفته را برابر مي‌دانند در نتيجه (𝑡 = 𝑑/𝑐∆) لحظه رسيدن پرتو نور به چشمشان را هم يكسان مي‌دانند. اما اين موضوع  از نگاه ناظر بيرون قطار چگونه است؟
ناظر بيرون قطار به نام 𝑁  نيز بنابه اصل ثابت بودن سرعت نور، سرعت پرتوهايي كه به طرف 𝑀 و 𝐹 حركت مي‌كند را برابر با 𝑐 اندازه گيري مي‌كند. اما از نگاه این ناظر، 𝑀 به طرفو پرتو نور حركت مي‌كند و 𝐹 از پرتو نور دور مي شود بنابراين پرتو نور به 𝑀  زودتر از 𝐹 مي‌رسد. پس ناظر 𝑁  برخلاف 𝑀 و 𝐹 رسيدن پرتو نور به 𝑀 و 𝐹 را همزمان نمی‌داند.

🆔 @Physics3p