Het systeem van wiskundige vergelijkingen die worden gebruikt om het gedrag te beschrijven van kleine deeltjes die reizen met snelheden nabij de snelheid van het licht is speciale relativiteitstheorie , specifiek de lorentz -transformaties .

Hier is een uitsplitsing:

* Speciale relativiteitstheorie: Ontwikkeld door Albert Einstein, bracht deze theorie een revolutie teweeg in ons begrip van ruimte, tijd en zwaartekracht. Het stelt vast dat de natuurwetten hetzelfde zijn voor alle waarnemers in uniforme beweging, en dat de snelheid van het licht in een vacuüm hetzelfde is voor alle traagheidswaarnemers.

* Lorentz -transformaties: Dit zijn een reeks vergelijkingen die beschrijven hoe metingen van ruimte en tijdsverandering voor waarnemers die met verschillende snelheden met elkaar beweegt ten opzichte van elkaar. Ze zijn essentieel voor het begrijpen van de relativistische effecten die optreden bij hoge snelheden, zoals tijdverwijding en lengtecontractie.

Belangrijkste vergelijkingen in speciale relativiteitstheorie:

* Tijddilatatie: Δt '=Δt / √ (1 - v² / c²)

* Lengte samentrekking: L '=l√ (1 - v²/c²)

* Energie-momentumrelatie: E² =(mc²) ² + (pc) ²

waar:

* Δt is het tijdsinterval gemeten door een stationaire waarnemer

* Δt 'is het tijdsinterval gemeten door een waarnemer die beweegt met snelheid V

* L is de lengte gemeten door een stationaire waarnemer

* L 'is de lengte gemeten door een waarnemer die beweegt op snelheid V

* M is de restmassa van het deeltje

* C is de snelheid van het licht

* P is het momentum van het deeltje

* E is de totale energie van het deeltje

Opmerking:

* Deze vergelijkingen zijn alleen geldig voor deeltjes die reizen met snelheden dicht bij de snelheid van het licht. Voor deeltjes met veel lagere snelheden biedt Newtoniaanse mechanica een goede benadering.

* Speciale relativiteitstheorie houdt geen rekening met de effecten van zwaartekracht. Daarvoor hebben we algemene relativiteitstheorie nodig.

Naast de Lorentz -transformaties omvatten andere belangrijke vergelijkingen in speciale relativiteit het relativistische momentum en energievergelijkingen, die rekening houden met de effecten van massa toename en tijdverwijding.