نگارنده : ابوالفضل باباپور خاروانا

 

فرض بر این است که دستگاه (1) ساکن است و دستگاه (2) با سرعت ثابت v نسبت به آن در راستای x +حرکت می‌کند.[ هر دو دستگاه لخت محسوب میشوند.]اگر موقعیت و تکانه خطی یک ذره را در دو دستگاه مقایسه کنیم ، به نتایج مختلفی می‌دسیم :

ناوردایی یک کمیت به این معناست که اندازه آن در تمامی دستگاههای لخت یکسان باشد. اندازه حرکت (تکانه) خطی ذره ، مکان ذره و زمان از دید دو دستگاه لخت متفاوت است.از این رو این کمیات در نسبیت خاص ناوردا نیستند.

 

 اینک این سوال مطرح میشود " آیا کمیتهایی وجود دارد که در هر دو دستگاه اندازه یکسانی داشته باشد و ما بتوانیم آنها را ناوردا نامگذاری کنیم ؟"

 بنابر اصول موضوع نسبیت خاص انیشتین ، قوانین طبیعت در تمام دستگاههای لخت فرم ریاضی خود را حفظ می‌کنند. از طرفی در نسبیت خاص سرعت نور در خلا و جرم سکون در تمام چارچوبهای مرجع یکسان است و به حرکت چشمه نور و یا دیده‌بان بستگی ندارد. علاوه بر سرعت نور  و جرم سکون کمیتهای دیگری از این دست وجود دارد. در فیزیک کلاسیک کمیتهایی مانند طول ، جرم و زمان مستقل از حرکت چارچوبهای مرجع هستند یعنی در مکانیک کلاسیک ناوردا هستند اما در محدوده نسبیت و سرعتهای نزدیک به سرعت نور این کمیتها ناوردایی خود را از دست می دهند و به جای آنها کمیتهای دیگری مانند عنصر جهان خط که ترکیبی از طول و زمان است، ظاهر می‌گردد. همچنین انرژی و جرم نیز از طریق رابطه معروف اینشتین با یکدیگر مرتبط می‌شوند.اگر بجای کمیات موجود در روابط زیر ، مکان ذره ، انرژی و زمان در دو دستگاه را قرار دهیم ، نتیجه خواهیم گرفت که در هر دو دستگاه لخت یکسان هستند.پس هر دو کمیت زیر در نسبیت خاص ناوردا محسوب میشوند و اندازه آنها از دید دو ناظر یکسان است: