同時性の概念は、時間が絶対的で時間と空間が独立しているニュートンの宇宙では直感的です。 1905 年にアルバート・アインシュタインによって提案された特殊相対性理論の宇宙では、空間と時間の概念が独立性を失い、光(またはより一般的には電磁波) によって構造化され、その最も壮観な存在である時空というユニークな存在になります。そして、電磁波、つまり光の相対速度に近い相対速度で運動が行われると、直感に反する特性(多数の実験事実によって検証される)が明らかになります。
1905 年に提案された特殊相対性理論の帰結はすぐに数多くの科学哲学的論争を引き起こし、一世紀が経っても完全に消え去ったわけではありません。
これらの結果の 1 つは、出来事の同時性についての古典的な概念の変化です。
方程式を使用するのではなく、時空の幾何学的内容を参照してみましょう。その反対側の図は非常に単純な例です。
ガリレオ座標系O,r,ct は、ミンコフスキー時空の 2次元投影であり、空間座標の 1 つだけが保存されています。過去と未来を分離し、観察者Oの他の場所を区切る光の円錐は、ここでは赤の軸上に表されています。
この図は 4 つの世界線を示しています。観測者O 、 Oct の世界線、時間t = 0で速度u (正のrに向かって) でO を横切る観測者O’の世界線、つまりOct’と、移動体AとBの世界線です。異なる速度での直線運動。
同時性の概念は、次の単純な質問に適切に答えるために必要であると思われます。「 Aがaに位置するとき、観測者Oと観測者O’の 2 つの移動体AとB の間の距離はどれくらいですか?」
重要なことは、各基準フレームで同一の方法で測定プロセスを定義することです。受け入れられている方法は、物事を行う古典的な方法の拡張です。つまり、 AがaにあるときのAとB の間の距離は、その瞬間にAとB が同時に占有している点の間の長さになります。
図上で、 Oの基準系に対応して、この瞬間に共存する空間点の集合は、空間軸Orに平行でa を通る線です。 Bの世界線上では、これにより点bが決定されます。次に、基準系O に関して、時間軸に平行な空間軸上のabの投影によって答えが得られます。それは些細なことのように思えます。
O’の基準座標系での測定に関しては、 ローレンツ変換が角度の回転に対応するという事実を考慮して、同じ方法で進める必要があります。
次に、 Or’軸とOct’軸に平行に、以前と同じ投影を実行します。
結果は数値的には異なりますが、それぞれ同じように真実です。重要なことは、各観察者が、相手が得た結果が伝えられた場合に、それをどのように解釈するかを知っているということです。
この図では、 Oの参照フレームから見ると、イベントaとb’が同時ではないことが明らかです…
