特勒爾旋轉

特勒爾旋轉（英語：Terrell rotation），或特勒爾效應（英語：Terrell effect），描述了物體接近光速時，觀察者所看到的失真的視覺外觀。這是一個根據狹義相對論推導計算出的結論。

基本介紹

• 中文名：特勒爾旋轉
• 外文名：Terrell rotation

簡介

在長度收縮效應中，物體在運動方向上收縮的現象是由“測量”得到的，考慮的是光同時從物體兩端發出的情況；而特勒爾效應考慮的是從高速運動的物體發出的光線同時到達觀測者的眼睛時所呈現出的景象。若物體的尺度小於它到觀測者眼睛的距離，此物體在高速移動下看起來會像是在旋轉。特勒爾效應於1959年被詹姆斯·特勒爾和羅傑·彭羅斯分別獨立提出；然而早在1924年，澳大利亞物理學家 Anton Lampa 就已注意到了這個現象。

理論細節

特勒爾和彭羅斯的論文指出，雖然狹義相對論似乎描述了一種“觀測性的收縮（observed contraction）”，但是這種“觀測”不應該與物體的視覺外觀（visible appearance）相混淆。由於從物體上的不同位置向觀測者發出的信號具有不同的時滯效應，遠離觀測者方向運動的物體看起來會像是收縮的；朝向觀測者方向運動的物體看起來會像是伸長的；而一個經過觀測者身邊的物體卻會呈現出一種像是被旋轉過後的扭曲的形狀。此前，一個廣為流傳的關於狹義相對論的預言是：從觀測者看來，（相對觀測者）高速運動的物體會看起來在運動方向上收縮（例如球形會收縮成橢球形），但這種說法是錯誤的。

特勒爾和彭羅斯的論文促成了後續的一系列文章去探索此修正後的推論。這些文章指出了當時關於狹義相對論的一些討論中所存在的瑕疵。他們並沒有去改變狹義相對論的數學結構，而是糾正了關於相對論的一些預言的誤解。