Thuyết tương đối giống như một que kem ba muỗng; hầu hết chúng ta không thể ngấu nghiến nó trong một lần cắn, không phải là không trải qua một số trường hợp đóng băng não nghiêm trọng . Vì vậy, chúng ta hãy giải quyết chủ đề một cách nhanh chóng tại một thời điểm. Chúng ta sẽ bắt đầu với phiên bản của thuyết tương đối có từ hơn bốn thế kỷ trước: Thuyết tương đối của người Galilê .
Đúng vậy, tin sốt dẻo vũ trụ này bắt nguồn từ nhà thiên văn học nổi tiếng người Ý Galileo Galilei, và nó chia nhỏ như thế này: Bất kỳ hai quan sát viên nào chuyển động với tốc độ và hướng không đổi sẽ thu được kết quả giống nhau cho tất cả các thí nghiệm cơ học.
Giả sử thí nghiệm được đề cập không có gì phức tạp hơn việc ném một quả bóng Ping-Pong xuống lối đi của một chiếc xe lửa. Miễn là tốc độ và hướng không đổi, quả bóng Ping-Pong sẽ hoạt động giống hệt nhau cho dù đoàn tàu đang lao theo tốc độ của một con ốc sên hay lao xuống đường ray. Miễn là tàu không bị giật xung quanh do thay đổi tốc độ hoặc hướng, thì bên trong toa tàu hoàn toàn không có sự khác biệt.
Tuy nhiên, bên ngoài chuyến tàu siêu tốc, đó là một câu chuyện khác (hoặc hệ quy chiếu).
To the individual aboard the speeding train -- let's say it's traveling at 100 miles per hour (161 kilometers per hour) -- the ball appears to move at regular speed. Đối với cá nhân đang đứng cạnh đường ray, quả bóng (giả sử người đó có thể nhìn thấy nó) sẽ chuyển động cùng với vận tốc của đoàn tàu, cộng với tốc độ ném nó.
Quả bóng đó thực sự di chuyển với tốc độ bao nhiêu? Let's say you threw it at a mere 5 miles per hour (8 kilometers per hour). If we added the speed of the train to it, we'd get a total speed of 105 miles per hour (169 kilometers per hour) -- a calculation known as a Galilean transformation . Aboard the train, it wouldn't feel like 105 miles per hour if it bounced up and hit you in the chest. Tuy nhiên, so với bên ngoài, đó là tốc độ nó sẽ di chuyển.
Bây giờ đây là nơi nó trở nên phức tạp: Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn chiếu đèn pin lên lối đi của xe lửa? Would the light waves travel 100 miles per hour faster than the speed of light? Không phải như vậy, theo các nhà vật lý Albert A. Michelson và Edward Morley. Năm 1879, hai người Mỹ đã tiến hành một thí nghiệm đột phá để đo tốc độ ánh sáng. As it turns out, light travels at a constant speed of 186,000 miles per second (300,000 kilometers per second). Nó không thể di chuyển nhanh hơn bằng bất kỳ phương tiện nào, phá vỡ quan niệm về thuyết tương đối của người Galilê.
May mắn thay, Albert Einstein đã sửa chữa mọi thứ vào năm 1920 với lý thuyết tương đối hẹp của mình.
