フィーゾーの実験で論破できる光速度不変原理と特殊相対性理論(その5)

yoko3210go

運動系の同期の光とは無関係の光を静止系で観測される同期の光にしてローレンツ因子を算出したアインシュタイン


前ブログ「フィーゾーの実験で論破できる光速度不変原理と特殊相対性理論(その4)」等で光の軌跡(虚像)に光速度不変原理を適用して理論構築したと投稿した。

しかし、運動系の光を考察するとアインシュタインは、同期の光とは別の光に光速度不変原理を適用し、理論構築していることが判った。

図を描けばすぐに解るが、運動系(地球)と静止系(宇宙空間)を区別して考えると静止系で観測されるZ軸からでる光は、運動系を運動系とは逆方向に速度Vで移動する点から出ている光で、同期の光ではないことが判ります。

このように、同期の光でないものに光速度不変原理を適用して構築された特殊相対性理論、あなたはまだ信じますか?

 

これについて アインシュタインの考察を示しながら説明します。

アインシュタインは、運動系の同期の右方向の光を静止系では、下図の(ピンク矢印)ように考察するとして、これに光速度不変原理を適用し、座標変換を行い、ローレンツ因子を算出しています。

             

                   図-1

この図で運動系の光として扱っているものは、運動系内部の光ではなく、静止系を移動する棒の外側で光を照射した状態と同じ光と見ることができます。

エーテル理論的な考え方では、固着したエーテルを光が伝搬するので、運動系の光と静止系の光は同じと考えることができ、上の考察は妥当性のあるものになります。

しかし、運動系と静止系を区別し、運動系(地球など真空とは別の媒体)の光と静止系(真空)での観測結果を考察するとアインシュタインや物理学者の皆さんがとんでもない間違いを起こしたのが判ります。

それでは、このことについて説明します。

速度Vで移動する運動系(地球など)に静止した長さLの棒と運動系とは反対方向に速度Vで動く棒を設置し、棒の端から光を連続的に照射します。

            

                   図-2

L/C時間後の運動系と静止系で観測される光を図-3に示します。

 照射した瞬間の光は、地球の空気の波動方程式に従うので、L/C時間後には、Z’軸から距離L移動します。つまり、観測者Oの光も観測者Pの光も到達点は同じになります。

            

                   図-3

観測者Oの光源から出た光は、棒の端に到達し、長さLの光束になります。

観測者Pの光源から出た光は、棒の端を超え、VL/C過ぎた長さL+VL/Cの光束になります。

観測者Oは、観測者Pの光源から出た長さL+VL/Cの光束を観測し、光速の生成速度がC+Vであることを観測します。

静止系の観測者は、観測者Oの光源が出した光の長さLの光束を実像(オレンジ色の線)として観測します。

また、観測者Pの光源が出した光の長さL+VL/Cの光束を実像(オレンジ色の線)として観測します。

そして、L/C時間後に、静止系で写真を撮るとOとPの出した光束(オレンジ色の線)を写真でとらえることができ、実像であることが判ります。

アインシュタインは、観測者Oの同期の光としてピンクの矢印を考え、これに光速度不変原理を適用し、座標変換し、ローレンツ因子を算出しています。

しかし、静止系で観測されるピンクの矢印[Oの光の軌跡(虚像)]に相当する運動系の光は、観測者Pの光源から出た光だったのです。

運動系でL/Cの時間に生じたPの光源から出た長さL+VL/Cの光を同期の光(Oの出した光)とみなして算出されたローレンツ因子。

そして、これらを使用して構築された特殊相対性理論、あなたは、まだ相対性理論を信じますか?

ちなみに、アインシュタインが、静止系で観測する同期の反対方向の光は次の図のようになっています。

図だけを載せておきます。

            

                    図-4


            

                     図-5


 皆様の反論をお待ちします。

フィーゾーの実験で論破できる光速度不変原理と特殊相対性理論(その4)

yoko3210go

【移動移動速度C+Vで生成される光の軌跡(虚像)に光速度不変原理を適用し、特殊相対性理論を構築したアインシュタイン】


 以前、ブログでアインシュタインは、光の軌跡(虚像)に光速度不変原理を適用して理論構築したと投稿したが、別の角度から考察を行い、虚像に光速度不変原理を適用したことが明確になったのでそれを紹介します。

 静止系に長さLの棒と光源、同期し、時刻合わせをした時計、観測者を配置します。

 静止系に空気槽を置き、同じように棒・光源・時計観測者を配置します。空気槽は、光を照射すると同時に速度Vで移動するとします。

             

                 図-15

t₀=0で光を照射し、t₁=L/Ca(Ca:空気の光速度)時間後の光の状態を考察します。この時、実像と虚像が明確に判別できるように光源は連続で照射します。

             

                   図-16 

 連続で光を照射しているので、赤色で示した光(光束)は、光を照射してからt₁=L/Ca時間後の光(光子?)がすべてある状態で、実際に観測される光の実像です。

 そして、t₁=L/Caの時間の瞬間に写真を撮れば、OPの光をPOの光を赤で示した1本の光の光束としてとらえることができます。

 POの光を観測するとZ軸上から出た光が、棒の端に到達しているピンクの軌跡(象)として捉えることができます。

L/Caの時間に写真を撮れば、POの移動した棒の端から出た光がもう一方の端に届く赤色で示した光の光束を撮ることができ、OPの移動した棒の端から出た光がもう一方の端に届く赤色で示した光の光束を撮ることができます。

ピンクで示した光の軌跡は瞬間の写真では、全体像を撮ることができません。

 しかし、写真のシャッターを開けたままにすれば、このピンクの光の像を捉えることができます。

 では、Oはこのピンクの軌跡を認識できるのでしょうか?

 認識できるとすれば、Oは赤色で示した実際の光である長さLの光の光束とピンクで示した長さ(L+VL/C)の軌跡を認識することになります。

 このピンクの生成(移動)速度は(C+V)になり、虚像であることが判ります。

 認識できなかったら、OはPが照射した光の実像を認識できるので、認識できないことは虚像と判断できるのです。

 アインシュタインは、運動系や静止系の光の状態を考察することなく、このピンクの軌跡(虚像)のみに着目し、これに光速度不変原理を適用し、特殊相対性理論構築しています。

             

                   図-17

 運動系や静止系の光の状態を光の連続照射により、静止系と運動系の光そのものが明確になり、運動系の光は、軌跡とは別の光(実像)であることが明確になったのです。

 Oにとって速度(C+V)で移動する光の軌跡(虚像)、これを運動系の光として光速度不変原理を適用したアインシュタイン。


これでも特殊相対性理論は存在しますか?

 特殊相対性理論など存在しないのです。

 運動物体の時間の遅れや収縮など存在しないのです。


物理学者の皆さんの反論をお待ちしています。

フィーゾーの実験で論破できる光速度不変原理と特殊相対性理論(その3)

yoko3210go

追記

 【運動する棒の時計の同期の算数的な見方】

 運動する棒の両端に時計を置き、光で時計の同期を行うと

  t₁-t₀=L/(CV)、  t₂-t₁=L/(CV

になるが、この得られた式を算数的(数学的)な見方をし、移動する棒から見ると速度(CV)と(CV)の光が長さLを移動する時間となる。

 これは、光を音(速度=S)に変え、運動する棒の時計の同期を行うと

   t₁-t₀=L/(SV)、  t₂-t₁=L/(SV

が得られるが、移動する棒に対する音の速度は、(SV)と(SV)なので 同期の時間は、棒の長さを光の移動速度で除したにすぎないのである。

つまり、移動する棒に対する光の速度は、(CV)や(CV)なのである。

算数的に見ると光速度不変原理には無理があるように思われる。

それでは、棒の移動速度に影響を受けない信号の伝達手段を使ったならばどうなるだろう。

 これについては、銅線を用いた電気信号・光ファイバーを使用した光や密閉したパイプ中の音など 運動する棒に対して常に一定の伝搬速度を持った信号手段を用いれば、運動する棒の時計でも同期ができる。

ここでは、光ファイバーを用いた時計の同期を見てみましょう。

長さLの光ファイバーの両端に時刻合わせをした時計を置きます。

そして、光ファイバーに光を照射し、時計の同期を行います。

 光ファイバー中の光速度は、2/Cとして考察をします。

                                        

                                   図-11

 最初に、光ファイバーの棒が止まっているとき、時計の同期ができるかを見てみましょう。

                                        

                                 図-12

時刻で光を照射し、時刻t₁でもう一端に光が到達し、時刻t₂で光が戻ったとします。

 t₁-t₀=t₂-t₁=L/(3/2C)

となり、時計が同期できることが判ります。

                                       

                               図-13

次に光の照射と同時に光ファイバーを速度Vで移動し、時計の同期を行います。

t₁-t₀=t₂-t₁=L/(3/2C)

が成り立ち、時計の同期ができることが判ります。

 棒が移動しても移動速度に影響を受けない信号の伝達手段を用いれば、時計の同期はできるのです。

 次に、静止した光ファイバーを置き、その光で移動する長さLの光ファイバーの同期を行ってみましょう。

 この時、静止した光ファイバーの中に時計を設置した長さLの棒を置き、光の照射と同時に速度Vで移動し、この棒の時計についても同期を行ってみましょう。

                                     

                               図-14

光ファイバーの時計については、

t₁-t₀=L/(3/2C-V)、 t₂-t₁=L/(3/2C+V)

となり、時計の同期ができないことが判ります。

また、棒の時計については、

t₁-t₀=L/(3/2C-V)、 t₂-t₁=L/(3/2C+V)

となり、時計の同期ができないことが判ります。

 移動する光ファイバーの移動速度の影響を受けない光では棒の同期ができ、静止系の光ファイバーの光では移動する棒に対する往復の光路の速度が違うからできないだけなのです。

そして算数的に見てもL/(3/2C±V)は、距離Lを速度で除した時間なので往路と復路の光速度は違う値なのです。

「フィーゾーの実験で論破できる光速度不変原理と特殊相対性理論(その1)」の図-5に示したように、真空系を移動する観測者は、移動速度の影響を受けた光の光速度【L/(C±V)】を観測するのです。

 それでも光速度不変原理は存在するのでしょうか?

 アインシュタインの考え方には、エーテル理論的な考え方があり、地球は、図-14の棒のような存在とみていたと考えられる。

 しかし、マイケルソンモーリーの結果は、地球で長さLの棒の同期を行えば、同期ができることを示しており、図の移動する光ファイバーに相当すると考えられる。

 真空中の光の波動方程式と空気中の波動方程式は個別にあり、その系にとどまって光速度を測定すれば、その系の波動方程式の伝搬速度しか観測できないのです。

  地球は、真空中を移動する棒ではなく、真空の波動方程式とは別の空気の波動方程式を持った系なのです。

 宇宙空間で移動しながら光速度を測定するか、地上を移動しながら測定を行えば、C±Vの測定結果が得られるのです。

 それでも光速度不変原理は存在するのですか?

 特殊相対性理論は存在するのですか?


 物理学者の皆さんの反論をお待ちしています。