Преобразования Лоренца

И обратно, любая матрица удовлетворяющая соотношению является матрицей преобразования Лоренца. Всегда можно выбрать базис таким образом, что индефинитное скалярное произведение имеет вид

и в равенстве матрица ― диагональная с элементами (первые ) и (последние ).

•  

Преобразования Лоренца в математике (продолжение)

Явный вид преобразований псевдоевклидовой плоскости

Лоренцевы преобразования псевдоевклидовой плоскости можно записать в наиболее простом виде, используя базис состоящий из двух изотропных векторов:

Именно, в зависимости от знака определителя матрица преобразования в данном базисе имеет вид:

Знак числа определяет то, оставляет ли преобразование части светового конуса на месте или меняет их местами

Другой часто встречающийся вид матриц лоренцевых преобразований псевдоевклидовой плоскости получается при выборе базиса, состоящего из векторов и

В базисе матрица преобразования имеет одну из четырёх форм:

где и — гиперболические синус и косинус.

•  

Преобразования Лоренца в физике

Преобразованиями Лоренца в физике, в частности, в специальной теории относительности (СТО), называются преобразования, которым подвергаются пространственно-временные координаты каждого события при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой. Аналогично, преобразованиям Лоренца при таком переходе подвергаются координаты любого 4-вектора.

Чтобы явно различить преобразования Лоренца со сдвигами начала отсчёта и без сдвигов, когда это необходимо, говорят о неоднородных и однородных преобразованиях Лоренца.

Преобразования Лоренца векторного пространства (т.е. без сдвигов начала отсчёта) образуют группу Лоренца, а преобразования Лоренца аффинного пространства (т.е. со сдвигами) — группу Пуанкаре, иначе называемую неоднородной группой Лоренца.

С математической точки зрения преобразования Лоренца — это преобразования, сохраняющие неизменной метрику Минковского, то есть, в частности, последняя сохраняет при них простейший вид при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой (другими словами, преобразования Лоренца — это аналог для метрики Минковского ортогональных преобразований, осуществляющих переход от одного ортонормированного базиса к другому, то есть аналог поворота координатных осей для пространства-времени). В математике или теоретической физике преобразования Лоренца могут относиться к любой размерности пространства.