Laser-peilikello

Einstein olettaa teoriassaan vain, että joka ikinen olento ja esine kokee valon kulun täysin samanlaisena. Toisin sanoen valon liike on ainoaa liikettä, joka ei ole suhteellista. Ja valonnopeudenhan tuntevat kaikki: se kulkee noin 300 000 km joka sekunti.

Tämän faktan avulla voi rakentaa yksinkertaisen kellon: aseta laser yhden metrin päähän peilistä, ja ammu peiliä kohtisuoraan laserilla. Lasersäde lähtee siis laitteesta, heijastuu peilistä ja saapuu takaisin laitteelle. Lasersäde liikkuu siis laserlaitteen suhteen kaksi metriä, ja tähän menee aikaa:

2 m : 300 000 000 m/s 0,000 000 006 7 s.

Kyse on siis sekunnin miljardisosista, mutta aikaahan on sekin.

Mutta mitä havaitsee ohikulkija? Mitä jos siis ohittaisit laitteiston puolella valonnopeudella mittauksen aikana?

Einsteinin mukaan havaitset valon edelleen kulkevan 300 000 000 m/s, mutta koska sinä liikut laitteiston suhteen, laitteistokin liikkuu sinun suhteesi. Pienellä kolmionpiirtelyllä selviää, että lasersäde sinun suhteesi pidemmän matkan, noin 2,3 metriä. Tulkitset siis kellon antamaksi ajaksi

2,3 m : 300 000 000 0,000 000 007 7 s.

Kellon värähdysaika on siis pidempi liikkuvan kuin paikallaan olevan henkilön suhteen, eli kellon suhteen liikkuva henkilö kokee kellon hidastuvan. Tämä ei ole laskuvirhe, vaan aikadilaationa tunnettu tosiasia: mitä suuremmin harppauksin paikkasi muuttuu, sitä pienemmin harppauksin koet ajan kulkevan.