I postulati della teoria della relatività ristretta sono due:
- Le leggi della meccanica, del’ottica e dell’elettromagnetismo sono le stesse in ogni sistema di riferimento inerziale;
- La luce viaggia alla velocità c=299 792,458 km/s indipendentemente dal Sistema di riferimento.
A partire da queste considerazioni, si possono effettuare degli esperimenti che hanno dei risultati strabilianti. Prendiamo in considerazione due orologi “a luce” che segnano il tempo grazie ad un impulso luminoso che parte da una sorgente, si riflette su uno specchio e torna indietro colpendo il sensore. Poniamo sorgente e rivelatore su una lastra, e ad una distanza D, poniamo lo specchio. Quando questo apparato è fermo, il tempo sarà scandito da un impulso luminoso, che impiega un tempo 2D/c per percorrere lo spazio fino allo specchio più il ritorno. Supponiamo che l’apparato sia posto in movimento, ad una velocità v. Supponendo che c rimane costante, abbiamo che la velocità verticale sarà uguale a \( c \cdot \sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} \) che la il tempo t è scandito da \( \frac{2D}{\Big( \sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} \Big)} \).
Il rapporto fra i due tempi dipenderà dalla velocità dell’orologio in moto, ed in particolare il tempo dell’osservatore fermo, sarà uguale al tempo dell’osservatore in moto per un fattore correttivo \( \gamma = \frac{\}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}} \).
Essendo il fattore \( \gamma \) sempre \( \lt 1 \forall v \lt c \) si assiste ad una vera e propria contrazione del tempo, ed incredibilmente, l’orologio in moto, modifica il suo ritmo scandendo gli impulsi più lentamente rispetto a quello fermo.