Будем исходить из того, что на фото запечатлевается образ объекта несомый световыми частицами, которые одновременно попадают на светочувствительную матрицу, что позволяет получать несмазанные фото при достаточно малой выдержке.
Сиё достаточно легко рассчитать (на паре листиков) не прибегая к преобразованиям Лоренца. Интересно, что в некотором диапазоне углов наблюдения можно увидеть не переднюю, а заднюю (тыловую) сторону приближающегося объекта.
На рисунке ниже точки A и B пусть принадлежат субсветовому объекту в его текущем положении, движущемся вправо со скоростью V. Жёлтыми линиями обозначен фронт волны отражаемого им света, перпендикулярный линии зрения на объект, которая отклонена от перпендикуляра к траектории движения (траверса) объекта на угол α. Этот угол положителен для удаляющихся объектов и отрицателен для приближающихся. Приведены две ситуации для удаляющегося (справа) и приближающегося (слева) объектов. Знак минус при обозначениях координат и углов означает, что величины имеют отрицательные числовые значения при подстановке их в формулы.
Чтобы световые волны от точек A и B объекта одновременно достигли фотоприёмника, они должны принадлежать одному фронту световой волны, где они помечены литерами A'' и B''. Это значит, что свет от каждой точки должен излучаться, когда они ещё находились в позициях A' и B' соответственно. Таким образом, точки на линии AB перпендикулярной движению окажутся на линии A'B', отклонённой от перпендикуляра на угол φ. Именно с таким наклоном нам и будет представляться субсветовой объект. Из чертежа ниже видно, что у приближающегося (левого) объекта на фото будет видна задняя (тыловая) сторона.
Из чертежа видно, что пока объект преодолевает расстояние V·t, свет проходит расстояние c·t.
Мы можем составить систему уравнений (1). Её решением будет выражение (2), где β=V/c.
Разместим объект имеющий объективную длину в пространстве равную L>0 так, чтобы один его край находился в точке x=0, а другой в точке x=L либо x=‑ L.
Тогда видимая его длина будет равна L' = ‑ S(‑ L,0,α) при α<0 для приближающихся, и L' = +S(L,0,α) при α>0 для удаляющихся объектов - согласно формулы (2).
Углы наклона φ передней и задней сторон приближающихся, либо удаляющихся, объектов длиной L и высотой h определяются, соответственно, отношениями tg(φ) = (S(‑ L,0,α) ‑ S(‑ L,h,α)) / h при α<0, либо tg(φ) = (S(L,0,α) ‑ S(L,h,α)) / h при α>0 - что и выражает формула (3).
В статье "
Лоренцево сокращение - его физическая причина и механизм" показано, что когда объект длиной L0 (в собственной системе,) движется в пространстве со скоростью V, то его истинная длина в пространстве определяется лоренцевым сокращением согласно формулы (4). А в статье "
Преобразования Лоренца в материальном 3-х мерном пространстве" доказано, что любая ИСО наблюдателя неотличима от абсолютной и, следовательно, он вправе наблюдаемую в своей ИСО длину L объекта условно считать "истинной".
Выше, в формуле (2), величина S~L' как раз и характеризует видимые размеры объекта относительно его истинного в пространстве размера, равного L и связанного с собственной его длиной формулой (4). Отношение видимой длины объекта к его собственной определяется формулой (5) при подстановке в формулу (2) y=0 и x=L из формулы (4), и делении на L0.
Для построения графиков используем формулы (5) и (3). Ниже на графиках отношение L' / L0 названо "Удлинение", а угол наклона объекта φ-"Наклон".
Из графиков видно, что, вследствие конечной скорости света, приближающийся объект на фотографии кажется вытянутым вдоль траектории и может быть на порядки длиннее, чем как бы он выглядел в той же точке траектории, но будучи неподвижным. Но лишь вблизи линии горизонта, т.е. при углах наблюдения α близких к -90°. А на основной части траектории, и тем более при удалении, объект будет казаться почти в такой же степени более сжатым. Когда объект будет в "зените" или точно по траверсу (α=0), его видимые размеры будут соответствовать величине лоренцева сокращения.
Объект на фото выглядит отклонившимся назад - у, например, человека ноги казались бы существенно впереди головы. И можно увидеть тыловую (вместо передней) сторону объекта. На графиках это соответствует области, когда кривая "Наклон" лежит выше прямой "Вид с тыла". Что наблюдается и при отрицательных значениях угла наблюдения α, то есть и для приближающихся объектов.
Ниже указаны опубликованные статьи по теории относительности и о том, как, возможно, устроен Мир: