Laju cahaya

Kelajuan di mana gelombang cahaya merambat dalam ruang hampa adalah independen baik dari gerakan sumber gelombang dan dari kerangka acuan inersial pengamat. Invariansi dari kecepatan cahaya ini didalilkan oleh Einstein pada tahun 1905, setelah termotivasi oleh teori elektromagnetik Maxwell dan kurangnya bukti untuk "luminiferous aether"; sejak saat itu telah secara konsisten dikonfirmasi oleh banyak percobaan. Hal ini hanya mungkin untuk memverifikasi secara eksperimental bahwa laju cahaya dua arah (misalnya, dari sumber ke cermin dan kembali lagi) adalah independen-kerangka, karena tidak mungkin untuk mengukur laju cahaya satu arah (misalnya, dari sumber ke detektor yang jauh) tanpa beberapa konvensi bagaimana jam pada sumber dan pada detektor harus disinkronkan. Namun, dengan mengadopsi sinkronisasi Einstein untuk jam, kecepatan satu arah cahaya menjadi sama dengan kecepatan dua arah cahaya dengan definisi. Teori relativitas khusus mengeksplorasi konsekuensi dari invariansi "c" dengan asumsi bahwa hukum fisika adalah sama dalam semua kerangka acuan inersial. Salah satu konsekuensi adalah bahwa "c" adalah laju di mana semua partikel tak bermassa dan gelombang, termasuk cahaya, harus berjalan dalam ruang hampa.
Relativitas khusus memiliki banyak implikasi yang berlawanan dengan intuisi dan diverifikasi secara eksperimental. Ini termasuk kesetaraan massa dan energi , kontraksi panjang (benda bergerak menjadi lebih pendek), dan dilatasi waktu (jam bergerak berjalan lebih lambat). Faktor "γ" oleh yang panjang berkontraksi dan waktu berdilatasi dikenal sebagai faktor Lorentz dan diberikan oleh , di mana "v" adalah kelajuan benda. Perbedaan "γ" dari 1 dapat diabaikan untuk kelajuan jauh lebih lambat dari "c", seperti kebanyakan kecepatan sehari-hari—tempat relativitas khusus didekati oleh relativitas Galilea-tetapi meningkat pada kecepatan relativistik dan menyimpang hingga tak terbatas ketika "v" mendekati "c".