При увеличении относительной скорости движения системы отсчета пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются.

Специальная теория относительности, построение которой было завершено Эйнштейном в 1905 году, доказала, что в реальном физическом мире пространственные и временные интервалы меняются при переходе от одной системы отсчета к другой.

Система отсчета в физике - это образ реальной физической лаборатории, снабженной часами и линейками, т.е. инструментарием, с помощью которого можно измерять пространственные и временные характеристики тел. Старая физика считала, что если системы отсчета движутся равномерно и прямолинейно относительно друг друга, то пространственные интервалы (расстояния между двумя точками), и временные интервалы (длительность между двумя событиями) не меняются.

Теория относительности эти представления отвергла, т.е. показала их ограниченную применимость. Когда скорости довольно малы по отношению к скорости света, можно приблизительно считать, что размеры тел и ход времени остаются одними и теми же, но когда речи идет о движениях со скоростями, близкими к скорости света, то изменение пространственных и временных интервалов становится заметнее.

При увеличении относительной скорости движения системы отсчета пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются.

Еще теория относительности показала, что в природе существует единое пространство-вермя, а отдельно пространство и отдельно время выступают как его своеобразные проекции, на которые оно по разному расщепляется в зависимости от характера движения тел.

До создания теории относительности считалось, что объективность пространственно-временного описания гарантируется только тогда, когда при переходе от одной системы отсчета к другой сохраняются отдельно пространственные и отдельно временные интервалы. Теория относительности обобщила эти положения. В зависимости от характера движения систем отсчета друг относительно друга происходят различные расщепления единого пространства-времени но отдельно пространственный и отдельно временной интервалы, но происходят так, что изменение одного как бы компенсирует изменение другого.

В теории относительности пространство-время изображается как четырехмерный континуум, где три пространственных и одна временная координаты выступают как одинаково изменяющиеся при переходе от одной системы отсчета к другой. Возьмем для простоты одну из трех пространственных координат ‘x’ и временную координату ‘t’. Одна система отсчета представлена осями ‘x’ & ‘t’, другая ‘x`’ & ‘t`’. Их движение друг относительно друга выражено как поворот на некоторый угол в пространственно-временном континууме. Проекции на ось ‘x’ и ‘x`’ пространственно временного интервала ( x1t1 , x2t2 ) задают отдельно пространственный ( x , x` ) и отдельно временной ( t , t` ). Видно, что при переходе от одной системы к другой, отдельно ‘x’ и ‘t’ меняются, но при этом сохранятся пространственно временной интервал.

Следовательно, пространственно временной интервал всегда сохраняется. Пространственные и временные свойства объектов порознь оказываются изменчивыми, но пространственно-временные интервалы остаются постоянными. Тем самым специальная теория относительности раскрыла внутреннюю связь между собой пространства и времени как форм бытия материи. С другой стороны, т.к. само изменение пространственных и временных интервалов зависит от характера движения тела, то выяснилось, что пространство и время определяются состояниями движущейся материи. Они таковы, каково движение материи.

Следовательно, хотя пространство и время объективны, их свойства зависят от характера движения материи, связаны с движущейся материей.

Пример сохранения пространственно-временного интервала