Základní principy (postuláty) STR

Rozpory, k nimž dospěla klasická fyzika koncem 19. století při řešení problémů s předpokládanou absolutní vztažnou soustavou (soustavou éteru), vyřešil německý fyzik Albert Einstein (1879 - 1955) svou novou teorií - speciální teorií relativity. Její hlavní myšlenky publikoval v roce 1905 ve své práci „K elektrodynamice pohybujících se těles“.

Speciální teorie relativity je založena na dvou principech:

1.     princip relativity

Ve všech inerciálních vztažných soustavách platí stejné fyzikální zákony.

Jedná se tedy o zobecnění klasického principu relativity (Galileiho principu relativity), který se týkal pouze mechanických experimentů a zákonů. Na základě teoretických i experimentálních závěrů z druhé poloviny 19. století Einstein tento princip rozšířil na všechny fyzikální zákony a experimenty.

Z hlediska speciální teorie relativity jsou tedy všechny inerciální soustavy rovnocenné a žádná z nich není privilegovaná. To znamená, že libovolný stejně připravený experiment bude mít všech inerciálních soustavách stejné výsledky.

Pokud bychom tedy byli zavřeni v nákladním automobilu, který by neměl okna, nezjistili bychom JAKÝMKOLI (mechanickým, elektrickým, optickým, …) fyzikálním experimentem, jestli je automobil v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu.

2.     princip konstantní rychlosti světla

Ve všech inerciálních vztažných soustavách má rychlost světla ve vakuu stejnou velikost, nezávisle na vzájemném pohybu světelného zdroje a pozorovatele. Velikost rychlosti světla v libovolné inerciální vztažné soustavě je ve všech směrech stejná.       

Druhý princip speciální teorie relativity lze chápat tak, že světlo nepotřebuje ke svému šíření žádný éter, který neexistuje.

Poběžíme-li s rozsvícenou baterkou kolem stojícího pozorovatele, bude velikost rychlosti světla vůči aktuálnímu majiteli baterky i vůči stojícímu pozorovateli stejná: c (a to bez ohledu na to, zda budeme svítit před sebe nebo za sebe). Kdybychom z ruky házeli před sebe kamínky stálou rychlostí o velikosti  (rychlost vůči házejícímu), bude velikost rychlosti kamínku vůči pozorovateli, kolem kterého poběžíme rychlostí o velikosti v,  resp. . Pro světlo tato úvaha neplatí!!!

Z těchto dvou principů vyplývá ve fyzice řada výjimečně důležitých důsledků (relativnost současnosti, kontrakce délek, dilatace času, …).