Algebraické odvození Lorentzových transformací

Hledáme lineární transformace mezi souřadnicemi t, x a t', x' nějaké zvolené události E

c t'  = A c t + B x ,
x'  = C c t + D x

zachovávající prostoročasový interval

– (c t)2 + x2 = – (c t') 2 + x' 2 .

(Zde jsme užili interval mezi událostí E a společným počátkem obou inerciálních soustav, tj. Δt=t, Δx=x atd.)

Po dosazení dostáváme

c2 t2 + x2 =
    = (–A2+C2c2t2 + (–B2+D2x2 + 2 (–AB+CDc t x .

Porovnáním koeficientů dostáváme podmínky

A B + C D = 0 ,
A2 + C2 = –1 ,
B2 + D2 = 1 .

Vyjádřením C z první rovnice, dosazením do druhé a použitím třetí dostáváme (za předpokladu shodné orientace os)

A = D ,     B = C .

Rovnice se tak redukují na jednu podmínku

A2B2 = 1 ,

která lze splnit volbou

A = D = ch β ,     B = C = – sh β ,

kde β je libovolný reálný parametr nazývaný rapidita.

Hledané transformace mají tedy tvar

c t'  = ch β  c t – sh β  x ,
x'  = – sh β  c t + ch β  x .