ทฤษฎีสัมพัทธภาพ จากที่ได้ศึกษาตอนนี้เรามีความเข้าใจเล็กน้อย เกี่ยวกับองค์ประกอบของแสงแล้ว เราสามารถเริ่มแก้ปัญหาภายใต้แนวคิด ความเร็วของแสงที่อธิบายไว้ เนื่องจากแสงเป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ความเร็วของแสงจึงเป็นเพียงวิธีง่ายๆ ในการพูดถึงความเร็วของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า โดยทั่วไป ถ้าคุณลองคิดดู ความเร็วแสงก็คือความเร็วของข้อมูล เราไม่สามารถรับทราบได้ว่า มีเหตุการณ์เกิดขึ้นจนกว่าข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์นั้นจะมาถึงเรา
ข้อมูลอยู่ในรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จากเหตุการณ์ผ่านสัญญาณวิทยุ เป็นต้น เหตุการณ์ใดๆ เป็นเพียงการเกิดขึ้นของพื้นที่และเวลา และข้อมูลใดๆ ที่สามารถส่งเกี่ยวกับเหตุการณ์หนึ่งๆ จะถูกปล่อยออกมาเป็นรังสีของบางส่วน ข้อมูลรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จากเหตุการณ์เดินทางด้วยความเร็ว 186,000 ไมล์ หากคุณนึกภาพรถไฟขบวนยาวที่เริ่มเคลื่อนตัวไปข้างหน้า จากตำแหน่งที่หยุด คุณอย่าคาดหวังว่า รถไฟขบวนสุดท้ายจะเริ่มเคลื่อนตัวในทันทีทันใด
มีระยะเวลาที่ผ่านไปก่อนที่รถคันสุดท้ายจะเริ่มถูกดึง ดังนั้น จึงมีความล่าช้าที่คาดไว้สำหรับรถคันสุดท้ายในการรับข้อมูล ที่รถคันแรกกำลังเคลื่อนที่ และดึงความล่าช้านี้คล้ายคลึงกับการถ่ายโอนข้อมูลในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ แต่สตรอนเชียม กำหนดขีดจำกัดสูงสุดของความเร็วของข้อมูลเท่านั้น ความเร็วแสง คุณสามารถสร้างตัวอย่างรถไฟให้ละเอียดได้ตามต้องการ แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม คุณจะพบว่าไม่มีปฏิกิริยาใดเกิดขึ้นเลย หากไม่มีการหน่วงเวลาอย่างน้อยเท่ากับความเร็วแสง ระหว่างการกระทำและปฏิกิริยา
ตอนนี้คุณคุ้นเคยกับผู้เล่นหลักในจักรวาลแล้ว อวกาศ เวลา สสาร การเคลื่อนที่ มวล แรงโน้มถ่วง พลังงาน และแสง สิ่งที่น่าสังเกตเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ คือคุณสมบัติง่ายๆ หลายอย่างที่กล่าวถึงมานี้ ประพฤติตนในลักษณะที่คาดไม่ถึงในสถานการณ์เชิงสัมพัทธภาพที่เฉพาะเจาะจงบางอย่าง กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ คือการเข้าใจผลกระทบที่สัมพัทธภาพมีต่อคุณสมบัติแต่ละอย่าง
ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ มีพื้นฐานมาจากแนวคิดของกรอบอ้างอิง ขณะนี้คุณคงกำลังนั่งอยู่ที่คอมพิวเตอร์ของคุณ นั่นคือกรอบอ้างอิงปัจจุบันของคุณ คุณรู้สึกเหมือนอยู่นิ่งๆ แม้ว่าคุณจะรู้ว่าโลกหมุนรอบตัวเอง และโคจรรอบดวงอาทิตย์ นี่คือข้อเท็จจริงที่สำคัญเกี่ยวกับกรอบอ้างอิง ไม่มีสิ่งที่เรียกว่ากรอบอ้างอิงสัมบูรณ์ในจักรวาลของเรา
โดยกล่าวว่าเด็ดขาด ความหมายที่แท้จริงคือไม่มีสถานที่ใดในจักรวาลที่อยู่นิ่งสนิท ข้อความนี้กล่าวว่า เนื่องจากทุกสิ่งมีการเคลื่อนไหว การเคลื่อนไหวทั้งหมดจึงสัมพันธ์กัน โลกเองก็กำลังเคลื่อนที่ ดังนั้น แม้ว่าคุณจะยืนอยู่เฉยๆ คุณก็ยังเคลื่อนไหวอยู่ คุณกำลังเคลื่อนผ่านทั้งอวกาศ และเวลาตลอดเวลา เนื่องจากไม่มีสถานที่ หรือวัตถุใดในเอกภพที่อยู่นิ่ง จึงไม่มีสถานที่หรือวัตถุใด เป็นฐานของการเคลื่อนไหวอื่นๆ ทั้งหมด
ดังนั้น ถ้าจอห์นวิ่งเข้าหาฮันเตอร์ ก็จะมองได้สองทางอย่างถูกต้อง จากมุมมองของฮันเตอร์ จอห์นกำลังมุ่งไปหาฮันเตอร์ จากมุมมองของจอห์นฮันเตอร์กำลังมุ่งไปหาจอห์น ทั้งจอห์น และฮันเตอร์ มีสิทธิ์ที่จะสังเกต การกระทำจากกรอบอ้างอิงของตน การเคลื่อนไหวทั้งหมดสัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงของคุณ
ตัวอย่างอื่น หากคุณขว้างลูกบอล ลูกบอลมีสิทธิ์ที่จะมองว่าตัวเองหยุดนิ่งเมื่อเทียบกับคุณ ลูกบอลสามารถมองคุณว่ากำลังเคลื่อนที่ออกห่างจากคุณ แม้ว่าคุณจะมองว่าลูกบอลกำลังเคลื่อนออกจากคุณก็ตาม จำไว้ว่าแม้ว่าคุณจะไม่ได้เคลื่อนไหว โดยคำนึงถึงพื้นผิวโลก แต่คุณกำลังเคลื่อนไหวไปพร้อมกับโลก
สัจพจน์แรกของ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ พิเศษไม่ใช่เรื่องยากเกินกว่าจะเข้าใจ กฎของฟิสิกส์ถือเป็นจริงสำหรับกรอบอ้างอิงทั้งหมด นี่เป็นแนวคิดที่ง่ายที่สุด ในบรรดาแนวคิดสัมพัทธภาพทั้งหมดที่จะเข้าใจ กฎทางกายภาพช่วยให้เราเข้าใจว่าสภาพแวดล้อมของเรา มีปฏิกิริยาอย่างไร และเพราะเหตุใด นอกจากนี้ ยังช่วยให้เราสามารถทำนายเหตุการณ์ และผลลัพธ์ได้
พิจารณาเกณฑ์มาตรฐาน และบล็อกซีเมนต์ หากคุณวัดความยาวของบล็อก คุณจะได้ผลลัพธ์เดียวกัน ไม่ว่าคุณจะยืนอยู่บนพื้นหรือนั่งรถบัสก็ตาม ต่อไปให้วัดเวลาที่ลูกตุ้มใช้ในการแกว่งเต็ม 10 ครั้งจากความสูงเริ่มต้น 12 นิ้วเหนือจุดพัก คุณจะได้ผลลัพธ์เหมือนเดิมไม่ว่าคุณจะยืนอยู่บนพื้นหรือนั่งรถบัสก็ตาม โปรดทราบว่าเราสันนิษฐานว่ารถบัสไม่เร่งความเร็ว
แต่เดินทางด้วยความเร็วคงที่บนถนนเรียบ ทีนี้ถ้าเรายกตัวอย่างเหมือนข้างบน แต่คราวนี้วัดบล็อก และเวลาที่ลูกตุ้มแกว่งขณะที่มันขี่ผ่านเราบนรถบัส เราจะได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างจากผลลัพธ์ครั้งก่อน ความแตกต่างในผลการทดลองของเราเกิดขึ้น เนื่องจากกฎของฟิสิกส์ยังคงเหมือนเดิมสำหรับทุกกรอบอ้างอิง การอภิปรายของสัจพจน์ที่ 2 จะอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติม
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าเพียงเพราะกฎของฟิสิกส์คงที่ ไม่ได้หมายความว่าเราจะได้ผลการทดลองเดียวกันในเฟรมที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับลักษณะของการทดลอง ตัวอย่างเช่น ถ้าเราชนรถ 2 คัน เราจะพบว่าพลังงานถูกสงวนไว้สำหรับการชน ไม่ว่าเราจะอยู่ในรถคันใดคันหนึ่ง หรือยืนอยู่บนทางเท้าก็ตาม การอนุรักษ์พลังงานเป็นกฎทางกายภาพ ดังนั้น จึงต้องเหมือนกันในทุกกรอบอ้างอิง
บทความที่น่าสนใจ : พัฒนาการ การศึกษาและอธิบายเรื่องเคล็ดลับในการส่งเสริมพัฒนาการเด็ก
