Πειραματικές επιβεβαιώσεις των θεωριών

— Τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε είναι φαινομενικά παράδοξα και φαίνονται αντίθετα προς την καθημερινή εμπειρία μας: το μήκος ενός αντικείμενου δε φαίνεται να αλλάζει αν μετρηθεί τη μια φορά ακίνητο και την άλλη φορά σε κίνηση- ούτε η διάρκεια της ταλάντευσης ενός εκκρεμούς διαφέρει φαινομενικά αν μετρηθεί από έναν παρατηρητή που κινείται ή από έναν που μένει ακίνητος σε σχέση με το ίδιο το εκκρεμές. Είναι όμως εύκολο να αντιληφτούμε, ότι δεν μπορούμε να επικαλεστούμε την καθημερινή εμπειρία για να αντικρούσουμε τα συμπεράσματα της θεωρίας της σχετικότητας· πραγματικά τα φαινόμενα που αναφέραμε μπορούν να εκτιμηθούν μόνο όταν οι ταχύτητες που ενεργούν πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Οι πειραματικές αποδείξεις της ορθότητας της θεωρίας πρέπει να αναζητηθούν σε φαινόμενα που δεν είναι άμεσα προσιτά στο μάτι μας. Οι αποδείξεις αυτές είναι τώρα πολυάριθμες και αναμφισβήτητες στο πεδίο της ατομικής και πυρηνικής φυσικής, όπου πετυχαίνονται εύκολα σωματίδια που κινούνται με ταχύτητες οι οποίες πλησιάζουν πάρα πολύ στην ταχύτητα του φωτός. Κατορθώνουμε να παρατηρήσουμε π.χ., το φαινόμενο της διαστολής των χρόνων συγκρίνοντας τη μέση ζωή ασταθών σωματιδίων (μεσονίων, υπερονίων κλπ.) σε ηρεμία και σε κίνηση. Οι Ρόσι και Χωλ απόδειξαν το 1940 ότι τα μεσόνια, που διασπούνται κατά μέσον όρο δύο εκατομμυριοστά του δευτερόλεπτου μετά την παραγωγή τους όταν βρίσκονται σε ηρεμία σε σχέση με τα όργανα μέτρησης, μπορούν να ζήσουν πολλές φορές περισσότερο όταν παράγονται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και φτάνουν τη στάθμη της θάλασσας με ταχύτητα που προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός. Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται σήμερα συνηθέστερα εργαστηριακά πάνω σε ασταθή σωματίδια, που παράγονται από τις επιταχυντικές μηχανές κατά τις συγκρούσεις υψηλής ενέργειας. Ανάλογα μπορούμε να βεβαιώσουμε ότι η σχετικιστική μεταβλητότητα της μάζας με την ταχύτητα βρίσκεται και στην ίδια τη βάση της λειτουργίας των επιταχυντικών μηχανών (*σύγχροτρο), που σχεδιάστηκαν άλλωστε με βάση το φαινόμενο αυτό. Οι άμεσες επαληθεύσεις του νόμου της σύνθεσης των ταχυτήτων είναι επίσης πολυάριθμες. Αρχίζουν από το περίφημο πείραμα του Φιζώ για την έλξη του φωτός μέσα σ’ ένα υλικό μέσο σε κίνηση, και φτάνουν ως την πρόσφατη (1964) μέτρηση της ταχύτητας διάδοσης σε σχέση με το εργαστήριο των φωτονίων που παράγονται από τη διάσπαση του ουδέτερου μεσονίου, ταχύτητας που παρουσιάζεται πάντα ίση με c, οποιαδήποτε κι αν είναι η ταχύτητα με την οποία κινείται σε σχέση με το εργαστήριο το μεσόνιο πριν διασπαστεί. Τέλος, η αρχή της ισοδυναμίας μεταξύ μάζας και ενέργειας είναι η θεωρητική προϋπόθεση της δυνατότητας να επιτευχθεί ενέργεια από τις πυρηνικές αντιδράσεις και ιδιαίτερα από τις διαδικασίες εκείνες, όπως η σχέση του ουράνιου και η σύντηξη του υδρογόνου, που έχουν τώρα δοκιμαστεί ευρύτατα.