Jelaskan Akibat-akibat dari Kerelatifan khas dalam bahasa melayu

Einstein telah menyatakan yang semua kesan-kesan Kerelatifan Khas boleh didapati dari ujian transformasi Lorentz.

Transformasi ini, juga Kerelatifan Khas, membawa kepada ramalan fizik yang berbeza dengan mekanik Newton apabila halaju relatif boleh dibandingkan dengan halaju cahaya. Laju cahaya lebih besar daripada apa yang manusia pernah jumpa hinggakan sesetengah kesan yang diramalkan oleh kerelatifan tidak pernah difikirkan:

Dilasi masa (Pengembangan masa) - masa yang berlalu di antara dua keadaan adalah tidak berbeza daripada satu pencerap dengan yang lain, tetapi bergantung kepada laju relatif rangka rujukan si pencerap. (cth: paradoks kembar yang memperihalkan seorang kembar yang terbang menghampiri laju cahaya dan apabila kembali, dia mendapati kembarnya telah berusia lebih cepat.)

Kurang keserentakan - dua perkara yang berlaku serentak bagi satu pencerap mungkin berlaku pada masa yang berlainan bagi pencerap yang lain (kurang keserentakan mutlak ).

Kontraksi Lorentz (Pengucutan Lorentz) - dimensi (cth: panjang) bagi sesuatu objek seperti yang diukur oleh satu pencerap mungkin lebih kecil dari keputusan pengukuran objek yang sama bagi pencerap yang lain. [[cth: paradoks tangga melibatkan tangga yang panjang bergerak menghampiri laju cahaya dan diisi ke dalam garaj yang lebih kecil.)

Pertambahan halaju - laju bukanlah ditambah dengan sesuka hati, sebagai contoh, satu roket melepaskan misil pada kelajuan 2/3 halaju cahaya relatif kepada roket tetapi misil itu tidak melepasi halaju cahaya relatif kepada pencerap.

Jisim dan momentum - apabila memperoleh momentum, jisim ketara objek bertambah seperti tenaga (dan memberi persamaan E=mc2).

Transformasi Lorentz untuk ruang dan masa

Teori kerelatifan bergantung kepada "rangka rujukan". Suatu rangka rujukan merupakan satu titik di angkasa yang pegun, atau dalam gerakan seragam, dari keadaan yang boleh diukur sepanjang 3 paksi. Sebagai tambahan, rangka rujukan mempunyai jam, yang bergerak bersama rangka rujukan yang membolehkan pengukuran masa untuk apa-apa peristiwa.

Sesuatu peristiwa adalah satu keadaan yang boleh ditetapkan sebagai satu masa dan lokasi unik yang tunggal dalam ruang relatif kepada satu rangka rujukan: Ia adalah satu "titik" dalam ruang-masa. Oleh kerana laju cahaya adalah malar dalam kerelatifan bagi setiap rangka rujukan, denyutan cahaya boleh digunakan untuk mengukur jarak dan merujuk balik masa ketika peristiwa itu berlaku dengan jam, walaupun cahaya mengambil masa untuk tiba ke jam selepas peristiwa itu berlaku.

Contohnya, letupan mercun boleh dikira sebagai satu "peristiwa". Kita boleh tentukan peristiwa dengan lengkap dengan empat koordinat ruang-masa: masa berlaku dan lokasi dalam ruang 3 dimensi dari titik rujukan. Kita anggap rangka rujukan ini sebagai .

Dalam teori kerelatifan, kita lazim mengira posisi sesuatu titik dari rangka rujukan yang lain.

Katakan kita mempunyai rangka rujukan kedua , iaitu paksi ruang dan masa betul-betul sama dengan  pada masa adalah sifar, tetapi bergerak pada halaju malar  terhadap  sepanjang paksi .

Oleh kerana tiada rangka rujukan mutlak dalam teori kerelatifan, konsep 'bergerak' tidak begitu dianggap wujud kerana semuanya sentiasa bergerak. Malah, mana-mana dua rangka yang bergerak dengan laju yang sama pada arah yang sama disebut sebagai segerak (comoving). Maka,  dan  adalah tidak segerak.

Mari kita jadikan peristiwa tersebut kepada kordinat ruang-masa  bagi sistem  dan  bagi . Maka, transformasi Lorentz mengkhususkan yang koordinat ini berkaitan dengan cara (yang didapati dari putaran ruang masa):

iiatu  dipanggil faktor Lorentz dan  adalah laju cahaya dalam vakum.

Koordinat  dan  tidak berubah tetapi paksi  dan  berubah disebabkan transformasi. Malah, ia membentuk satu putaran.

Kuantiti yang takvarian (tak berubah) dalam transformasi Lorentz dikenali sebagai skalar Lorentz.

Kecutan Lorentz dan dilasi masa

Kita kembangkannya lalu kita akan memperolehi:

Ujian bagi terma persamaan untuk  dalam transformasi Lorentz menunjukkan yang semua posisi  dalam satu rangka dikalikan dengan gamma, satu nombor yang lebih besar dari satu, untuk mengira selang dalam rangka segerak kedua. Yang ini mungkin akan ditafsirkan dengan betul sebagai kontraksi atau kecutan bagi mana-mana objek dari saiz penuh dan pegun dalam satu rujukan ke rujukan kedua yang sedang bergerak. Terma ini dipanggil Kecutan Lorentz.

Begitu juga bagi persamaan untuk masa ,  dikalikan dengan gamma dalam rangka kedua. Yang ini mungkin akan ditafsirkan sebagai masa yang secara fiziknya bergerak lebih perlahan apabila suatu objek itu bergerak berbanding yang masa yang berada di dalam rangka objek yang pegun. Terma ini pula dipanggil Dilasi Masa atau Pengembangan Masa.

Mungkin boleh diagak dari satu rangka yang kelihatan kecil, dari rangka rujukan yang dikecutkan, yang lain akan kelihatan kembang; dan begitu juga dengan masa. Walau bagaimanapun, oleh kerana persamaan Lorentz adalah simetri bagi laju relatif yang berlawanan, setiap rangka kelihatan melihat secara paradoks yang lain sama-sama dikecutkan dan masa sama-sama dikembangkan.

Kesan ini bukan sekadar kemunculan; masa yang berada dalam rangka rujukan yang berbeza pada dasarnya juga bergerak pada kadar yang berbeza antara satu sama lain dan panjang objek benar-benar berubah secara fizikal ketika berada dalam gerakan relatif.