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◆相対論;多地点近傍観測試験

◆特殊相対論、時計突合せ試験 で、2地点を駆け抜ける粒子の近傍時計観測による計測値の突合せ では、相対論的な時間の遅れに矛盾は生じないことを示しました。

この試験では、片方の系は2つの観測者A,Bがいましたが、 もう片方はXの一者しかいませんでした。
その結果、得られた数値データのみではXの時間が遅くなっている ことになってしまいました。もちろん、Xの立場を考慮し、A,B の時計の不一致を指摘することにより、事は相対的であるという 結論には達しましたが、若干一方的な意見の出し合いという感 があるのも否めません。
さらに、この試験では特殊相対論の話題の一つである空間の 短縮について、Xの側が長さのない状態なので、相対的に 論じることはできませんでした。

そこで、系が同等であるよう、かつどちらも長さを観測可能 なよう、2つの系にそれぞれ2人を配置し、系がすれ違う 実験を考えて見ます。

  • 時計を持った観測者AとBが静止状態にあり、その距離はLである
  • A,Bの中間点から光で信号を送り、A,Bの時計を合わせる
  • 時計を持った観測者XとYが静止状態にあり、その距離はA,B間と同じLである
  • X,Yの中間点から光で信号を送り、X,Yの時計を合わせる
  • XY系とAB系が一定の速度ですれ違う
  • AとXはすれ違うとき相手の時計と自分の時計を記録する
     この時のAが見たAの時計をtAaxとし、Xの時計をtXaxとする。
     Xが見たAの時計をtAxaとし、Xの時計をtXxaとする。
  • 同様にBとXはすれ違うとき相手の時計と自分の時計を記録する
     この時のBが見たBの時計をtBbxとし、Xの時計をtXbxとする。
     Xが見たBの時計をtBxbとし、Xの時計をtXxbとする。
  • 同様にAとYはすれ違うとき相手の時計と自分の時計を記録する
     この時のAが見たAの時計をtAayとし、Yの時計をtYayとする。
     Yが見たAの時計をtAyaとし、Yの時計をtYyaとする。
  • 同様にBとYはすれ違うとき相手の時計と自分の時計を記録する
     この時のBが見たBの時計をtBbyとし、Yの時計をtYbyとする。
     Yが見たBの時計をtBybとし、Xの時計をtYybとする。
  • A,B,X,Yはすれ違い完了後、記録した時計の情報を互いに通知する(光による 通知でよく、A,B,X,Yが改めて集まることはない)

 時間の遅延は相対的か

◆特殊相対論、時計突合せ試験 では、お互いの時間が遅れることで矛盾は起こらないことを 示しましたが、数値データそのものはX側 が遅くなる結果になっていたものを、無理やり解釈 しなおした感もあります。
今回はA,B側X,Y側は全く対等なので、もっと納得のいく 検証となるでしょう。

(細かくは、いずれここに展開します)

 本当に空間は縮むか

「空間が縮んだはずだ」ではなく確かに縮んだ空間を観測 できるでしょうか?

◆特殊相対論、時計突合せ試験 ではX側は点にしか過ぎず、相互の短縮の観測はできませんでした。

この試験ではすれ違い時に空間の短縮を観測します。

長さを計測するにはモノサシが必要です。

A,BとX,Yはそれぞれの静止空間で同じLの距離にあります。

縮みがない場合、AとX、BとYのすれ違いは、それぞれの 空間で同時起こります。
つまり、
A,B側では
 tAay = tBbx
X,Y側では
 tXxb = tYya
となります。

ところが相互の縮みがあると、
A,B側では
 tAay < tBbx
X,Y側では
 tXxb < tYya
となるはずで、この試験ではこのことの確認により相互に縮み があると判断します。

4つのデータ
 tAay
 tBbx
 tXxb
 tYya
が互いに無関係であれば、どのような値となっても 矛盾はありません。
観測データは16個(実質8個)からなっており、 互いに関連します。
それらを結び、縮みを示す大小関係が矛盾を引き起こさない かを検証します。

(細かくはいずれ)


 時間差発射粒子と2点同時発射粒子と静止空間距離

互いに縮んでいても矛盾はないというのと縮むというのは別のことです。

◆空間に関するローレンツ変換は同時刻補正に過ぎない で粒子を時間を置いて打ち出す場合と、離れた場所から同時に 打ち出す場合について触れました。

例えば、X,Yが当初A,Bと静止関係にあったとして、同時に加速を 始めたとします。
XとYの距離はA,B空間を基準とすると徐々に縮むのでしょうか?
縮むとすればどこを基準に縮むのでしょう?そのとき、Xの位置は 縮まない場合にくらべ基準点に寄ったものになります。基準点は XとYの間になるのでしょうか?XとYの間方向に若干寄った位置を 取る。では、YがなくXだけだった場合もその位置を取るのでしょうか? それはありえません。

2粒子打ち出しの場合は縮まないとしましょう。
本記事のX,Yは縮んでいないのでしょうか?X,Y空間での 距離はどう考えるべきなんでしょうか。

。。。続きはいずれ。

 「縮む」と「縮んだ状態にある」の差

「縮む」ということと「縮んだ状態にある」ということを 同列に置くことはできないのではないかと思われます。
特殊相対論では、突然動き出す、加速するといったことは 対象としないので、「縮んだ状態にある」という表現はできても 「縮む」という表現は不適切だとも言えます。
A,Bから見たX,Y空間は「縮んだ状態にある」とはいえても X,Y空間が「縮んでない状態」から「縮んだ状態」に変化する 訳ではないので、「縮む」という言葉は間違っているとすべき です。

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