V. Các tốn tử đặc biệt thường dùng trong vật lý
6.1.2Nguyên lý về sự bất biến của vận tốc ánh sáng
b) Thế năng hấp dẫ n
6.1.2Nguyên lý về sự bất biến của vận tốc ánh sáng
Vận tốc ánh sáng trong chân khơng đều bằng nhau đối với mọi hệ quán tính. Nĩ cĩ giá trị c ≈ 3.108m/s và là giá trị vận tốc lớn nhất trong tự nhiên.
Ở đây cần phân biệt với nguyên lí tương đối Galilê trong cơ học cổ điển. Theo nguyên lí này chỉ các định luật cơ học là bất biến khi chuyển từ hệ quy chiếu quán tính này sang hệ quy chiếu quán tính khác. Điều đĩ cĩ nghĩa là phương trình mơ tả một định luật cơ học nào đĩ, biểu diễn qua tọa độ và thời gian sẽ giữ nguyên dạng trong tất cả các hệ quy chiếu quán tính. Như vậy, nguyên lí tương đối Einstein đã mở rộng nguyên lí tương đối Galilê từ các hoạt động cơ học sang các hoạt động vật lý nĩi chung.
Trong cơ học cổ điển Newton, tương tác được mơ tả dựa vào thế năng tương tác. Đĩ là một hàm của tọa độ những hạt tương tác, từ đĩ suy ra các lực tương tác giữa một chất điểm nào đĩ với các chất điểm cịn lại, tại một thời điểm chỉ phụ thuộc vào vị trí của các chất điểm tại cùng một thời điểm đĩ. Sự thay đổi vị trí của một chất điểm nào đĩ trong hệ chất điểm, tương tác sẽ ảnh hưởng ngay tức thời đến các điểm khác tại cùng thời điểm. Như vậy tương tác truyền đi tức thời, hay nĩi cách khác vận tốc truyền tương tác là vơ hạn.
Tuy nhiên, thực nghiệm đã chứng tỏ, trong tự nhiên khơng tồn tại những tương tác tức thời. Nếu tại một chất điểm nào đĩ của hệ cĩ xảy ra một sự thay đổi nào đĩ, thì sự thay đổi này chỉ ảnh hưởng đến một chất điểm khác sau một khoảng thời gian t ≠ 0 nào đĩ. Như vậy vận tốc truyền tương tác là hữu hạn. Theo thuyết tương đối của Einstein vận tốc truyền tương tác là như nhau trong tất cả các hệ quy chiếu quán tính. Nĩ là một hằng số phổ biến. Thực nghiệm chứng tỏ vận tốc khơng đổi này là cực đại và bằng vận tốc ánh sáng truyền trong chân khơng (c ≈ 3.10
∆
8m/s). Trong thực tế hàng ngày, ta thường gặp các vận tốc rất nhỏ so với vận tốc ánh sáng (v << c). Do đĩ, trong cơ học cổ điển ta cĩ thể coi vận tốc truyền tương tác là vơ hạn mà vẫn thu được những kết quả đủ chính xác. Như vậy, về mặt hình thức cĩ thể chuyển từ thuyết tương đối Einstein sang cơ học cổ điển bằng cách cho c →∞ trong các cơng thức cơ học tương đối tính.