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■動画で見る光速有限性による高速移動体の歪み

 光の遅延による物体の歪み

光速比  1 0.9 0.5 0.33 0.1 0.01  光跡  全段

光の速度は無限ではありませんので、到達までに時間がかかります。

高速度で動く物体は各部分からの光の到達時間に差が出るため歪んで見えます。

上の動画は青が遅延のない状態、赤が光の到達が遅延した状態を示しています。
中心の白丸が観測者の位置を表しています。

物体の速度と光速の比率を選ぶことができます。
物体の速度が光速の何倍かを設定するようになっています。(画面上は物体の速度が一定で光速が変化します)

[光跡]を有効にすると、上段途中3か所で、物体の各角から観測者への光の動きを表示します。
物体(青)の角から出た光が観測者に到達し観測される(赤)までを示しています。
発光時と、到達時に元の発光場所でマークが光ります。
[全段]を有効とすると中段および下段の物体からの光跡も表示します。

相対論的効果は無視しています。

観測地点を通過するときには遅延が0になること(当然ですが)、近づく場合は伸びて見え、遠ざかる場合は縮んで見えることが分かります。

なお、ここでは光速を超えると像の時間逆転像が現れることに対応できていません。 記事■動画で見る超光速物体の歪に超光速時の見え方を示しました。

 回転するのではない

時々、一般科学書では高速で移動する物体は回転して見えると書かれていることがありますが、移動軸と直交する軸が歪むのであって回転するのではありません。

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