Увязка «кажущихся противоречий» происходит спекулятивно. Эйнштейн трактует постулат о скорости света в вакууме так:
Эта трактовка переворачивает смысл первого постулата с ног на голову. Это все равно, что «скорость рыбы в аквариуме всегда равна 5 км/час» превратить в «скорость рыбы в аквариуме всегда равна 5 км/час относительно любой другой рыбы».
Вот так, путем логической спекуляции, Эйнштейн вывел принцип, получивший в дальнейшем название
Среди сторонников не принято читать «К электродинамике движущихся тел» – считается, что это несовершенная методичка, а СТО надо изучать по учебникам.
Откуда взялся главный принцип СТО, «инвариантность» – никто из них не знает, но все довольствуются расхожим мнением:
– Какая разница, откуда Эйнштейн взял инвариантность? Ведь теория работает!
Эйнштейн в своей работе не озвучивает инвариантность прямо, но ставит, сразу после отмеченных суждений, мысленный эксперимент, в котором свет движется подобным образом.
Приведу пример инвариантности, демонстрирующий релятивистский эффект замедления времени. Это известный пример, который предназначен для читателя, с теорией относительности не знакомым. Он по существу схож с мысленным экспериментом Эйнштейна.
Представьте, что от земли улетает ракета. Наблюдатель с земли пускает вслед ракете луч света. Для него свет летит со скоростью 300 тыс. км/с., и, чем быстрее летит ракета, тем дольше ее догоняет свет. Если ракета летит со скоростью 10 км/сек. то свет догонит ракету, допустим за секунду. Но, если ракета летит с почти световой скоростью, то свет ее может догонять и год.
Для космонавта в ракете, свет, относительно него движется всегда со скоростью света, и будет сближаться с ракетой со скоростью 300 тыс. км/с., и догонит ракету быстрее, чем за секунду. С какой бы скоростью космонавт не улетал от земли – свет всегда, с точки зрения космонавта будет догонять его со скоростью света.
Если космонавт улетает от земли с почти световой скоростью, то «с точки зрения» космонавта, пройдет меньше секунды, а для наблюдателя с земли пройдет год, прежде чем свет догонит ракету.
Если космонавт улетает с околосветовой скоростью – то время в ракете практически останавливается, в сравнении с землей. Ведь для наблюдателя пройдет год, пока свет догонит ракету, а для космонавта – меньше секунды.
С логикой инвариантности давайте разберемся подробнее, ведь из нее вытекают все эффекты специальной теории относительности, и, собственно, сама теория относительности.
Поскольку движение в вакууме относительно, то любое движение можно считать (как в примере Джордано Бруно) от наблюдателя. Наблюдатель в вакууме получается неподвижным, его скорость равна нулю. Наблюдатель находится в своей системе отсчета. В работе Эйнштейна она называется «координатная система», далее получила название «инерционная система отсчета».
Берем двух наблюдателей в вакууме, которые прямолинейно движутся относительно друг дружки.
Скорость каждого из наблюдателей в вакууме равна 0, поскольку каждая координатная система считается неподвижной.
Скорость света в вакууме равна с.
Поэтому, свет в вакууме движется со скоростью с для каждого из наблюдателей.