Или этот угол означает не то, что свет реально идет под углом, а это просто угол на графике пространство-время?
Здесь временная координата не изображена, изображены две пространственные. Поэтому угол здесь самый реальный.
Давайте рассмотрим чисто механическую аналогию. Пусть у нас имеется вертикально стоящая пушка. Пушка стреляет ядром, которое взлетает вертикально вверх (красные точки - последовательные положения ядра через равные промежутки времени; фактически ядро движется неравномерно, но в такие подробности вдаваться не будем). Это показано на левом рисунке. Теперь поставим ту же пушку на равномерно движущуюся (с постоянной скоростью) платформу. На правом рисунке показаны последовательные положения пушки и ядра через равные промежутки времени; рисунок сделан не для ядра, а для светового сигнала, поэтому для ядра он не вполне точен). При выстреле из пушки, стоящей на движущейся платформе, ядро имеет компоненту скорости, равную скорости платформы, поэтому с точки зрения наблюдателя, находящегося на платформе, ядро летит также вертикально вверх (принцип относительности Галилея). А с точки зрения наблюдателей, стоящих на земле, ядро летит под углом.
На самом деле, как я уже сказал, рисунок сделан для светового сигнала. Здесь также работает принцип относительности, поэтому для наблюдателя, связанного с движущимся излучателем, сигнал распространяется вертикально вверх - как на левом рисунке. А для неподвижного наблюдателя эта вертикаль смещается со скоростью излучателя, поэтому получается распространение сигнала под углом.
Здесь есть только одна тонкость. Как проверено в многочисленных экспериментах, скорость света одинакова во всех направлениях (в настоящее время это равенство проверено с точностью до тысячных долей миллиметра). Поэтому на правом рисунке расстояние между красными точками, изображающими последовательные положения светового сигнала, должны быть такими же, как на левом (для ядра это, естественно, не выполняется, поэтому для ядра рисунок немного отличается). А это приводит к тому, что высота светового сигнала на правом рисунке оказывается меньше, чем на левом (при расчёте рисунка я взял скорость излучателя
км/с). Таким образом, вертикальная составляющая скорости светового сигнала оказывается меньше
. Так как с точки зрения наблюдателя, движущегося вместе с источником сигнала, скорость светового сигнала должна быть равна
, приходится сделать вывод, что у него часы идут "медленнее", чем у неподвижного. Предупреждение: смысл последнего утверждения требует довольно обстоятельного разъяснения.
В случае стрельбы ядром из пушки на платформе этот эффект тоже существует, но настолько мал, что его вряд ли можно измерить. Поэтому в этом случае скорости ядра и платформы просто складываются как векторы.
".