物理学者の間違っている常識　（シリーズ９）

2019/04/14 12:57

（「特殊相対性理論の矛盾」に関しては、新たな知見を加え、非常にわかりやすく最新版のブログ『２０世紀最大の物理学者の過ち』（2019/08/03）https://yoko3210go.muragon.com/entry/68.htmlにまとめてあります。
　なぜ、「波動方程式は、ガリレイ変換で、不変でないのか。」（ドップラー効果で、振動数と移動速度が変化している。）など、矛盾の本質を突いたまとめを行っています。
　上記ブログを読んでいただければ、よく理解いただけると考えておりますので、このブログよりも先に、上記ブログを読んでいただいたほうが、矛盾が明確になると考えられます。）

　　　光の軌跡の速度は、光速度ではなかった

　特殊相対性理論では、他の系の光の軌跡に、光速度不変原理を適用し、理論の構築を行っています。
　しかし、光の軌跡が、他の系の光そのものでないことを皆さんに、説明します。
　長さＬの移動する電車のＡ点に、発光体を固定します。　

　　　　　　　　　　　　　　　　図－１
　電車を移動したとき、静止系の観測者は、図のような光の軌跡を観測します。
　　

　　　　　　　　　　　　　　　　図－２
　この時、電車の中の観測者は、地上のＡ₀に相当した点から、Ａ₁に相当した点に、光を観測する事は、ありません。
　静止系の観測者は、観測者Ｏが観測する事ができない光の軌跡を観測するのです。
　この軌跡の距離は、ＶΔｔとなり、電車の速度Ｖによって決まります。速度が速くなると、軌跡の距離も長くなります。
　当然のことながら、この光の軌跡の速度は、ＶΔｔとなります。

　では、発光体を速度Ｕで移動したらどうなるのでしょう。　　

　　　　　　　　　　　　　　　　図－３
　発光体の電車の中の移動距離と電車の移動状態を　Δｔ／３時間毎の時系列で、図－４に示し、下には、静止系の観測者が観測する軌跡の長さを示しました。
　この状態図を見るとわかりますが、運動系の観測者Ｏは、移動した状態で、Ａ₀とＡ₃の間には、光を観測しませんが、静止系の観測者は、この間の軌跡を観測しています。
　発光体がＡ₃に到達したとき、観測者Ｏは、電車の中の光の移動距離が、ＵΔｔ’で電車の移動距離が、ＶΔｔ’であることを確認します。
　また、観測者Ｏは、電車の移動速度が変化しても発光体の移動距離が、変化せず、電車の移動距離だけが変化するのを観測します。
　電車の速度を変えると　軌跡の距離は、電車の移動変化分が変わりますが、発光体の移動距離は、変化しません。　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　図－４
　静止系で観測される軌跡は、電車の移動距離と電車の中の発光体の移動距離（Ｌ）の和なのです。
　また、この時の軌跡の速度は、Ｕ＋Ｖになります。

　では、Ｂから発光体を移動させたときの状態を見てみましょう。

　　　　　　　　　　　　　　　　図－５
　電車の観測者Ｏは、発光体の移動距離　ＵΔｔ＝Ｌを観測します。
　しかし、静止系の観測者は、軌跡の距離を　Ｌ－ＶΔｔとして観測します。
　このＶΔｔは、図－５の紫の部分に相当し、電車の移動で、光路の一部が、軌跡として見えなくなった部分を示しています。
　逆方向の発光体の軌跡は、電車の移動で電車の移動分　光路より長くなりましたが、逆方向の軌跡の長さは、電車の移動分　光路より短く観測されるのです。
　静止系で観測する軌跡の距離に、電車の移動分　ＶΔｔを足した長さＬが、実際に、発光体が移動した距離（光路）になります。
　静止系で観測する発光体の移動距離は、ＵΔｔ＝Ｌになるのです。また、発光体の移動速度は、Ｕ－Ｖになります。

　光の移動では、どうなるのでしょう。
　図－３・４・５のＵをＣに変更すると、光の移動状態と電車の動きが表せます。
　考察も上述の事柄の発光体を光に変え、ＵをＣに置き換えれば、同じです。
　軌跡は、移動する観測者が、観測しないものを観測したり、移動する観測者が観測するものが、消失したりする現象が起きていたのです。
　軌跡は、運動系の光そのものではないので（光路の光）、ここに光速度不変原理を適用して、光路の光として扱い、速度をＣにすることなどできないのです。
　静止系で観測される光路の長さは、軌跡の移動距離に、電車の移動により生じた軌跡や、消失した軌跡を考慮して出さなければならないのです。
　静止系で観測される軌跡と電車の光路長は、違うので、それを考慮すると　光路長は　ＣΔｔ＝Ｌで、軌跡の速度は、Ｃ±Ｖとなるのです。
　このように、光路の光とは違う軌跡の速度に光速度不変原理を適用して、構築されたのが、「特殊相対性理論」なのです。

　私は、物理学者ではないので、私ができることは、このブログの内容を多くの物理学者の皆さんに見ていただき、その結果として「特殊相対性理論の矛盾」が、訂正される
ことを願っているだけです。
　私と同じように「特殊相対性理論」に矛盾を感じた方は、多くのご学友やご同僚とこのブログの内容について議論していただき、より多くの物理学者の皆さんに、この矛盾
を認知していただきたいと願っています。

　皆様のご意見・質問・反論等をお待ちしております。