lengtecontractie

Lengtecontractie is een relativistisch fenomeen uit de speciale relativiteit waarbij de lengte van een voorwerp dat zich met snelheid v ten opzichte van een waarnemer beweegt, langs de bewegingsrichting korter wordt dan de lengte in het rustframe van het voorwerp. De gemeten lengte L in het waarnemer-venster voldoet aan L = L0 / γ, waarbij L0 de rustlengte is en γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2) de Lorentzfactor. Het effect treedt alleen op langs de bewegingsrichting; de transversale afmetingen blijven onveranderd.

De oorzaak ligt in de relativiteit van simultaanheid en de Lorentz-transformatie: om de lengte te meten, moeten de uiteinden gelijktijdig gemeten worden in het waarnemersframe. Wat in het rustframe van het voorwerp tegelijk is, is in een ander frame niet gelijktijdig, wat leidt tot een verkorte gemeten lengte.

Lengtecontractie is reciproque: ook vanuit het bewegende frame wordt de lengte van het voorwerp in het rustframe van de waarnemer als korter gezien, wanneer beide frames met elkaar in beweging zijn. Het effect is vooral zichtbaar bij hoge snelheden dicht bij de lichtsnelheid.

Voorbeelden en implicaties: bij v = 0,8c is γ ongeveer 1,667, en een voorwerp met rustlengte L0 = 10 m wordt gemeten als L ≈ 6 m langs de bewegingsas. Naarmate v naderen tot c, kan L arbitrage kort worden. Het verschijnsel is een op de Lorentz-transformatie gebaseerde maatregel en wordt ondersteund door experimenten die de basisprincipes van de speciale relativiteit bevestigen, hoewel directe macrocopische metingen van lengtecontractie lastig zijn vanwege synchronisatie en meetopzet.