Budování prostoročasu

33© 2004, verze 1.05D (2005-10-07); Pavel Krtouš

Referenční signál

Dalším důležitou skutečností stojící v základech teorie relativity je fakt, že existuje maximální rychlost c, kterou se mohou šířit fyzikální signály. Tato maximální rychlost je stejná vůči všem inerciálním systémům (princip ekvivalence).

Tato skutečnost není zdaleka podpořena naší každodenní zkušeností – ona maximální rychlost fyzikálního signálu je výrazně větší než rychlosti všech těles se kterými se normálně setkáváme a proto si horního omezení pro rychlosti nejsme v běžném životě vědomi. Dnes však má fyzika k dispozici nepřeberné množství experimentů a indícií přesvědčivě ukazujících, že fyzikální signál se opravdu nemůže šířit libovolně rychle.

Signál šířící se maximální možnou rychlostí budeme nazývat referenční signál. Nejznámější fyzikální realizací referenčního signálu je světlosvětlo se tedy šíří ve všech inerciálních soustavách stejně rychle a nic ho nemůže předběhnout.

Referenční signál nám mimo jiné též umožňuje převádět časové jednotky na délkové a naopak. Vzdálenost můžeme např. měřit ve světelných sekundách.

Prostoročasové diagramy budeme vykreslovat právě v takto sjednocených jednotkách. Světočára (prostoročasová trajektorie) světelného paprsku (v obrázku červeně) je pak v prostoročasových diagramech skloněna pod úhlem 45° (světlo urazí vzdálenost jedné světelné sekundy za čas jedna sekunda).