洛伦兹变换公式难记（洛伦兹变换中的）

前面几期文章中，我详细给大家讲解了洛伦兹变换如何面对相同事件下，从一个参考系下的坐标，算出另一个参考系下的坐标。这里我需要再次强调下，这里的坐标包含四个维度（x,y,z,t），描述一个物体当前状态只需要这四个维度的信息足够了。我们还是先给出洛伦兹变换公式的“时间变换公式”：

上一期文章中，我们令v=0和v=c，分别讨论了这两个极端情况下t'的值，发现运动中的参考系居然时间会延时，也就是同一个事件在静止参考系下看假设是第5秒发生，在运动的参考系下看可能是9999年发生的，运动的参考系居然会延时这么久。

当然洛伦兹变换的背景知识再简单重复下，等式左边的t'就是在运动参考系下看某事件发生的时间，等式右边的t是在静止参考系下该事件发生的时机，x是静止参考系下该事件的空间坐标，v是两个参考系的相对速度，c是光速。当t=0时，两个参考系重合（也就是原点重合）。

有了以上背景我们继续观察这个公式，发现：运动参考系的延时效应，可不仅仅和两个参考系的相对速度v有关，还和x有关，也就是和事件发生的地点有关。而且等式右边分子的值还有可能是负数，而根号下面的数肯定是正数（意味着分母肯定是正数），这样一来计算出的t'岂不是变成负值了？

时间变成负数意味着什么，意味着时间倒流了，难道狭义相对论会告诉你时间可以倒流？

其实问题的关键在于，速度虽然有上限c，但是x可以是无穷大，这样一来t减去一个无穷大的数，就会变成一个负数，导致洛伦兹变换得出奇葩结论。破解这个bug的核心是：其实x是不可以太大的？

有人可能会有疑问，x是这个事件发生的地点，这个地点的距离为啥不能太大？其实洛伦兹变换的历史背景中有一条，就是在静止参考系下看这个事件，发现是第t时‘’刻发生的。这句话就意味着说这个事件发生的距离不能超过c乘以t，因为一旦超过了这个距离，这个事件发生后，要想知道他在静止参考系下的第t时刻发生，根本不可能，因为距离超过这个范围，就算是以光速赶过来通知你事件已发生，也需要花大于t的时间才行，所以有了这个限制条件，等式右边也就不可能为负数了。

通过以上分析，我们可以看出，洛伦兹变换的“时间变换公式”，可以得出结论：运动的参考系看同一个事件，会发现这个事件发生的时间有延时。但是这个延时效应不仅仅和两个参考系相对速度v有关，还和事件在静止参考系下发生的距离有关，这个距离会引发一个非常奇妙的现象，我们下期再谈。我是头条号《小彭来给您解惑》，如果喜欢我的文章可以关注我，如果对文章有异议可以留言评论。