Szczególna względność dotyczy jednakowej prędkości światła w próżni dla obserwatorów inercjalnych i spójności praw fizyki. Nawet metafora „czasu odczuwanego przez foton” wymaga ostrożności: nie da się określić spoczywającego z nim układu inercjalnego.
Przed pytaniem o wolny zegar określ procedurę. Odległe obrazy, czas współrzędnościowy skorygowany o drogę sygnału i zegary obok siebie przy spotkaniu to inne pytania. Bez tego wyjaśnienia wydają się sprzeczne. Liczby tutaj to jednostajne eksperymenty myślowe pomijające m.in. grawitację. Rzeczywiste urządzenia i podróże muszą ponownie uwzględnić pominięte warunki.
1. Warunki porównania
Kto w jakim układzie mierzy zegar ruchomy i nieruchomy? Zegar świetlny łączy drogę i stałą prędkość. Opóźnienie odległego światła nie wyjaśnia całej dylatacji.
2. Gdy każdy uznaje drugi za wolny
Obserwatorzy inercjalni w jednostajnym ruchu względnym mogą uznać drugi zegar za wolny. Ponowne spotkanie wymaga drogi startu, zwrotu i powrotu. Jednostronny wzór na całą podróż pomija warunki.
3. Światło i materia
Masa osiągająca prędkość próżni i światło w ośrodku to inne problemy. Wolniejsze rozchodzenie w ośrodku nie zmienia niezmiennika próżni. Wskaż układ, drogę i pomiar.
4. Co porównuje zegar świetlny
Myślowy przyrząd liczy obiegi między lustrami. U siebie światło idzie prosto, w innym układzie lustra przesuwają się w bok i droga jest dłuższa. Jednakowa prędkość daje inną relację odstępów. To nie awaria ani zmęczenie światła.
Przy prędkości względnej 0,6 prędkości próżni współczynnik idealny to 1 przez pierwiastek z 1 minus 0,6 do kwadratu: 1,25. Jeśli ruchomy zegar mierzy 4 między zdarzeniami u siebie, czas współrzędnościowy porównania wynosi 5. To ilustracja, nie harmonogram prawdziwego statku z przyspieszeniem i grawitacją.
Ważne są dwa zdarzenia. Czas jednego zegara na ich miejscu różni się od przypisania przez rozproszone zsynchronizowane zegary. Porównanie układów obejmuje jednoczesność. Jeden obraz teleskopowy nie wystarczy.
Bez korekty drogi obrazy oddalających i zbliżających zegarów zmieniają się inaczej. Zawierają przekaz sygnału i Dopplera. Wyjaśnij obsługę czasu drogi. „Wygląda” i „zmierzono w układzie” nie są tym samym.
5. Podróż bliźniąt tam i z powrotem
Wzajemnie wolne zegary mijających się jednostajnie nie przeczą logice: inaczej grupują dalekie jednoczesne zdarzenia. Wspólny start i spotkanie dodają warunki: kto kiedy zawrócił i jakie drogi czasoprzestrzenne przeszły zegary.
Można pominąć różnice grawitacji Ziemi i podróżnika, porównując odcinki jednostajne. Powrót zmienia ruch, więc jeden układ inercjalny nie opisze wszystkiego. Przyspieszenie odróżnia drogi, lecz nie psuje po prostu zegara. Porównuje się zebrane czasy własne.
W przykładzie 0,6 odcinki o sumie 10 ziemskiego czasu dają 8 podróżnika. Zwrot jest idealnie pomijalnie krótki. Realne podróże wymagają przyspieszenia, grawitacji i szczegółów. Liczby nie są zdolnością dowiedzioną misją.
Zaznacz start, zwrot i spotkanie, potem układ odcinka i zapis czasu. Rozróżnij obrazy komunikacyjne i porównanie zegarów na końcu, by rozumieć różne wyniki.
6. Perspektywa fotonu i ośrodki
Przyspieszanie masy do prędkości próżni to nie światło poruszające się tak od początku. Transformacje inercjalne nie stosują się wprost do obserwatora spoczywającego ze światłem. „Wszechświat widziany przez foton” nie jest ścisłym doświadczeniem; metafora też musi wyjaśniać brak takiego układu.
Czas własny drogi fotonu i świadome odczuwanie czasu to inne pytania. Zamiana matematyki w doświadczenie człowieka wymyśla nieistniejący zegar lub obserwatora. Opisać można mierzone związki prędkości, energii i sygnałów. Ciekawy zwrot bez procedury nie jest faktem fizycznym.
Wolniejsze światło w wodzie lub szkle nie zmienia niezmiennika próżni; dochodzą oddziaływania ośrodka. Cząstki szybsze od światła w ośrodku nie dowodzą przekroczenia granicy próżni. Wskaż porównywane prędkości i względem czego.
Sprawdź układ, dwa zdarzenia, zegar i sygnał. Bez tych czterech liczby mylą. Rozdziel odpowiednio efekty szczególnej jednostajnej i ogólnej grawitacyjnej względności. Procedura zmienia „czas zwalnia” z wrażenia w porównywalną tezę.