特殊相対性理論
特殊相対性理論は、重力を無視できる状況で、光速に近い運動を含む空間と時間の関係を記述する理論である。
二つの原理
特殊相対性理論は、すべての慣性系で物理法則が同じ形を持つことと、真空中の光速 c が光源や観測者の運動によらず一定であることを基礎とする。
時間の遅れと長さの収縮
相対運動する観測者どうしでは、時間間隔や長さの測定値が一致しない。これらはローレンツ変換によって関係付けられる。
質量とエネルギー
静止している質量 m は
E₀ = mc²
という静止エネルギーを持つ。一般にはエネルギーと運動量の間にE² = (pc)² + (mc²)²
が成り立つ。