在一个类比的方式中,由于时标的不同,分母表达式被引入到洛伦兹变换的第四个等式中。在等式中最有趣的元素是分子中的 $ux/c^2$ ,因为它相当新颖而且出人意料。那么它的含义是什么?如果我们仔细地观察事件,它们在相同的时间发生在不同的地方,正如在 $S’$ 系统中由莫所看到的,如果由 $S$ 系统中的乔观察,它们不会发生在相同的时间。如果一个事件在时间 $t_0$ 处 ,在点 $x_1$ 上发生,另一个事件在 $t_0$ 处(时间相同),在 $x_2$ 上,我们会发现两个对应的时间 $t’_1$ 与 $t’_2$ 的差值为:
\[t'_2-t'_1=\frac{u(x_1-x_2)/c^2}{\sqrt{1-u^2/c^2}}\]这种情况被称之为“在一段距离处的相同性失败”,由它产出了一个稍微清晰的观点,让我们考虑接下来的实验。
假设在一个移动的太空船( $S’$ 系统)里的人在船的两端各放置一个时钟,他想确认这两个时钟是同步的。这些时钟该如何同步?有很多方法。其中之一,几乎不需要做任何测算,首先我们定位这两个时钟的中间位置。然后在该处发射一个光信号,它会以相同的速率朝向两边运动,并抵达两端的时钟,毫无疑问,是在相同的时间内。这些信号的同时到达可以被用于同步时钟。让我们假设在 $S’$ 系统中的人采用该方法同步了他的时钟。让我们看看在 $S$ 系统中的观测者是否会赞同这两个时钟是同步的。在 $S’$ 系统中的人确信它们是同步的,因为他不知道自己在移动。但是在 $S$ 中的人会质疑,因为飞船在向前运动,在前面的时钟会跑离光信号,因此在光到达时钟时它所跑的距离要比一半更远;而后面的时钟会提前遇到光信号,因为距离更短。这样的话,信号会先到达后面的时钟,尽管在 $S’$ 中的人认为信号是同时到达的。因此我们看到,当在一个太空飞船里的人认为在两个位置处的时间具备同时性,那么在他的坐标系中的相等的 $t’$ 的值一定对应于其他的坐标系中的不同的 $t$ 的值!