§8-2  狭义相对论的时空观

    一、同时性的相对性

    在狭义相对论中,不存在同一的时间,时间和时间间隔都与观察者的运动状态相联系。让大家看一下发生在两个惯性系中的两个事件的时间间隔, 假设这两个惯性系仍然是上节所取的S系和S¢ 系。如果在S系的两个不同地点(为简便起见,这两个地点的y坐标和z坐标都相同,只是x坐标不同)同时分别发出一光脉冲信号A和B,它们的时空坐标分别为A ( )和B ( ),因为是同时发出的,所以其中t1 = t2。为了确保这两个光脉冲是同时发出的,可以在这两个地点连线的中点M处安顿一光脉冲接收装置,若该接收装置同时接收到光脉冲信号,就表示这两个信号是同时发出的。而在S¢ 系观察,这两个光脉冲信号发出的时间分别是

                和  ,

考虑到t1 = t2,其时间间隔为

                  .            (8-16)

上式表示,在S系中两个不同地点同时发生的事件,在S¢ 系看来不是同时发生的,这就是同时性的相对性。因为运动是相对的,所以这种效应是互逆的,即在S¢ 系两个不同地点同时发生的事件,在S系看来也不是同时发生的。由式(8-16)还可以看到,当x1 = x2时,即两个事件发生在同一地点,则同时发生的事件在不同的惯性系看来才是同时的。从这里也可以得到,在狭义相对论中,时间与空间是互相联系的。

       
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