物質は、光速に近づくほど動かし難くなります。相対性理論では、v[m/s]で移動する物質は、静止時に比べて√(1-v2/c2)倍しか動けないと考えます。そして、その事実は、カウフマンの実験により確認されました。左図を見てください。v[m/s]で移動する粒子を、進行方向に向かって上下左右方向へ動かします。その方向へ動かせる限度は√(c2-v2)[m/s]までです。この時、粒子の速度は、√{v2+(√(c2-v2))2}=c[m/s]となります。これ以上粒子が、上下左右方向へ動けば、その速度は光速を超えてしまい矛盾します。
静止時には、その方向へはc[m/s]まで動かすことが出来ました。従って、v慣性系では、静止時の√(c2-v2)[m/s]÷c[m/s]=√(1-v2/c2)倍しか動かせないことが分かります。
この通り、高速で移動する時計の部品は、静止時に比べて√(1-v2/c2)倍しか動かないので、この時計は1秒間に√(1-v2/c2)秒を刻む様になります。これを、相対論では①t'=t*√(1-v2/c2)と表します。
次は空間の座標の変化です。
電子は、原子核の周りを回っています。電子の遠心力と原子核から引かれる電磁力の釣り合う軌道上を、電子は回っています。原子自体が高速移動すると、上記の様に電子は動き難くなり、その回転速度は落ちます。その為に、電子は、遠心力が弱まり原子核の電磁力に引かれ、より原子核に近い軌道上を回ります。この様にして、高速で移動する原子は収縮し、物質全体も進行方向へ√(1-v2/c2)倍収縮するのです。