صد سال قبل از اين زماني كه هنوز فيزيك به درستي با نيوتن و قوانينش شناخته مي شد و هيچ كس به فكر كاستي هاي مكانيك نيوتني نيفتاده بود ، آلبرت انيشتين در مقاله اي تحت عنوان « درباره الكترو ديناميك اجسام متحرك» چنين نوشت: « هيچ يك از ويژگيهاي واقعيتهاي مشاهده شده با مفهوم سكون مطلق ارتباط ندارند، ...براي تمام دستگاههائي كه معادلات مكانيك در آنها بر قراراند ، معادلات الكتروديناميكي و اپتيكي نيز در آنها برقرار خواهد بود...بر اين اساس اينشتين دو فرض اساسي بسيار مهم اما ساده كرد كه به جرات مي توان گفت: اين دو فرض ضمن اينكه براي بيان يك نظريه ساده و سازگار الكترو ديناميك اجسام متحرك ، بر پايه نظريه ماكسول براي اجسام ساكن ، كاملاً كافي اند ،دنياي فيزيك را نيز دگرگون كردند .

فرض هاي انيشتين كه بعدها اصل نسبيت انيشتين ناميده شد ، نسبت به فرض هاي نيوتن(اصل نسبيت نيوتني) اين رجحان را دارند كه فراتر از قوانين مكانيك ، تمام قوانين فيزيك را نيز در بر مي گيرند.

انيشتين فرض هاي خود را اين گونه بيان كرد:

1 - قوانين فيزيك در تمام دستگاههاي لخت يكسان هستند و هيچ دستگاه لخت مرجحي وجود ندارد ( اصل نسبيت ).

2 - در فضاي تهي مقدار سرعت نور در تمام دستگاههاي لخت يكسان و برابر با C است ( اصل ثابت بودن سرعت نور).

در حقيقت اصل نسبيت انيشتين اعتقاد به اين موضوع دارد كه ما فقط از حركت نسبي دو دستگاه مي توانيم صحبت كنيم و به هيچ عنوان نمي توانيم به وسيله اندازه گيريهاي فيزيكي بگوئيم يك دستگاه لخت به خودي خود ساكن است يا متحرّك.

تئوري نسبيت خاص انيشتين پيشگوئيهاي مختلفي مي كند كه حقيقتاً برخي از آنها در جهت مقابل مشاهده هاي ما و به عبارت ديگر تصورات اوليه ي ما از آنچه به وقوع مي پيوندد مي باشد توجه به اين نكته بسيار مهم است كه اين پيشگوئيها با چارچوبهاي مرجع مختلف ثابت و متحرك با سرعت نسبي V در ارتباطند و نيز در نسبيت تنها زماني نتايج را قابل قبول مي دانيم كه سرعت V يك كسر متعارف از C سرعت نور باشد. ( به عبارت ديگر V/C براي ما تعريف شده باشد ).

دو پيشگوئي اساسي و مهم كه انيشتين با نسبيت خاص مي كند يكي انقباض طول و ديگري تاخير زمان است.

همان طور كه از گذشته مي دانيم انقباض طول به نتيجه ي اندازه گيري يك جسم در دو چارچوب مختلف اشاره دارد ، اگر در چارچوب مرجع ثابت طول اندازه گيري شده باشد ، در چارچوب ديگري كه نسبت به چارچوب مرجع اوليه حركت دارد طول منقبض شده به نظر مي رسد ، و يا به عبارتي ديگر حركت جسم در طول حركت نسبي اش منقبض شده به نظر مي رسد .

تاخير زماني نيز به اين واقعيت مهم اشاره دارد كه زمان بين رويدادهائي كه در موقعيت هاي يكسان از چارچوب اندازه گيري ثابت هستند كوتاهتر از زماني است كه به وسيله يك ناظر در چارچوب متحرك با سرعت Vاندازه گيري مي شود ، به عبارتي ديگر اين طور گفته مي شود كه به نظر مي رسد ساعتها كندتر كار مي كنند .

در اصل يكي از مهمترين اين نتيجه ها نسبي بودن همزماني است كه مي توان گفت اين مطلب تعبير ديگري از تاخير زماني است و به اين صورت توضيح داده مي شود كه اگرچه ممكن است از ديد يك ناظر در يك چارچوب مرجع دو رويداد در دو مكان متفاوت كاملاً همزمان باشند اما از ديد ناظر ديگر كه در چارچوب مرجع ديگري قرار گرفته است اين اندازه گيري به صورت همزمان نيست و اين طور بيان مي كنيم كه همزماني نيز يك مفهوم نسبي است .

از آنجا كه انقباض طول و تاخير زماني از مهمترين مسائل در فيزيك نسبيت هستند به تفسير و حل يكي از مهمترين مسائل در اين مورد مي پردازيم :

فرض کنید شما خارج یک قطار هستید و  از دور به ریل این قطار نگاه می کنید.ریل در نگاه شما یک خط مورب است که در انتها به هم برخورد می کند یعنی همان هندسه نا اقلیدسی و قطاری که روی این ریل در حال حرکت است در انتها که دوریل موازی به هم می رسند  از ریل خارج می گردد.این در حالی است که ناظر داخل خود قطار هرکز همچنین موضوعی را در  انقباض طول  درک نمی کند. یعنی در واقع شبیه شکل زیر

دید ناظر بیرون قطار به ریل:

اما خود ما می دانیم که دو خط موازی هم در بینهایت به هم  نمی رسند پس

نسبی بودن  موارد چون جرم ٰطولٰ حجم با دید ناظر تغییر می کند ونسبی هستند

نوشته:عرفان مرادی

و

طیبه طهماسبی