特殊相対性理論の崩壊

ミンコフスキー時空図の矛盾

アインシュタインの考え方から導き出されたミンコフスキー時空図を例にとり矛盾を指摘してみましょう。

ミンコフスキー図は、物体（観測者Ａ）がＸＹ平面上の原点から、Ｘ軸に沿って速度Vで移動するとします。その時、原点よりＸＹ平面の全方向に光を照射します。

この時の光と物体の関係を縦軸に時間（t）を取り、表したものです。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図－１

左の図がミンコフスキー図で、右の図は、この状態を上から見たときの光と運動物体の関係を私が図示したものです。

これについては後程、簡単な説明をします。

この世界線を応用し、運動がⅹ方面に行われるとして、ⅹｔにおける事象の世界展を利用して時空図を作成している。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図－２

長さ２Lの棒と光源をx軸上に置き、ｔ＝０で原点Ｂより光を照射した時、物体が静止しているときＡ・Ｃ点の世界線は、x軸に垂直な線となり、原点Bから出た光がｔ＝Ｌ／ＣでＡ・Ｂ点と交差し、その交点を結んだ線は、ｘ軸に平行になる。

長さ２Lの棒と光源をx軸上に置き、ｔ＝０で原点Ｂより光を照射すると同時に物体を速度Ｖで移動する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図－３

物体が速度Vで移動するときは、Ａ・Ｂ点の世界線は傾きを持ち、原点から出た光は、ｔ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）でＡ点の世界線と交差し、ｔ＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）でＢ点の世界線と交差する。そして、この交点を直線で結び、同時刻線としている。

この考え方は、あまりに短絡的で自分の理論に有利な一面（一方向の光の挙動）しか見ていない考察で、ｔ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）でＡ点の世界線と交差したとき、右方向の光は、ＢＣ間にあり、この状態の考察が行われていない。また、ｔ＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）でＢ点の世界線と交差したときの左方向の光の考察も行われていない。

　そこで、棒の長さを４Ｌにし、棒に無数の時計を配置したとして光と点の世界線・時計の世界線を考え、速度Ｖで棒を移動したときの光と点および時計の世界線の関係について考察します。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図－４

Ｃを原点として照射された光は、ｔ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）でＢの世界線と交差します。この時、右方向の光は、ＣＤ間にある時計の世界線と交差し、Ｂ点の時刻とＣＤ間の時計の時刻が同時刻なことが判ります。そしてこの交点を結ぶとｘ軸に平行な線が生じます。

また、ｔ＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）で光の世界線は、Ｄの世界線と交差します。この時、左方向の光は、ＡＢ間にある時計の世界線と交差し、Ｄ点の時刻とＡＢ間の時計の時刻が同時刻なことが判ります。そしてこの交点を結ぶとｘ軸に平行な線が生じます。

また、ある時刻にＣＢ間の時計の世界線と光が交差したとき、必ず、右方向の光は、ＣＤ間の時計の世界線と交差し、この交差点は同時刻で交差点を結ぶとx軸に平行な同時刻線を引くことができます。（紫の線）

このように、棒に無数の時計を配置すれば、棒が運動しようが止まっていようが、棒の時刻は常に静止系と同じ時刻なのです。

ミンコフスキー図からも運動物体と静止系が同時刻であることが判ります。

片側の光の挙動だけの考察で作られたミンコフスキー時空図、あなたはまだ信じますか？

架空の理論なので、実際の電車の時空図を作るとその矛盾が明確になります。

時計を無数に載せた長さ4Ｌの電車が、15：00に速度Ｖで移動したとします。

　　　　　　　　　　　　　　　　　図－５

電車が止まっているときは、光の原点をどこにとっても隣の世界線と15：00＋Ｌ／Ｃの時刻に交差し、また、すべての原点から同時に光を照射してもすべての光は、時刻Ｌ／Ｃに点の世界線と交差し、交点を結ぶとｘ軸に平行な直線となります。

　　　　　　　　　　　　　　　　　図－６

次に、電車を速度Vで動かしたときのミンコフスキー時空図を見てみましょう。

光の原点をB点にするとＬ／Ｃ時間後のＣ点の時刻は、15：00＋Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）になり、Ｄ点を光の原点にするとＣ点の時刻は15：00＋Ｌ／（Ｃ－Ｖ）となります。

どちらの時間が正しいのでしょうか？

光の原点は、電車の中央にすべきという見方をする人がいると考えますが、C点を光の原点にするとＬ／Ｃ時間後のD点の時刻は15：00＋Ｌ／（Ｃ－Ｖ）になりますが、電車を２両連結にするとＥ点が中央になるので、Ｌ／Ｃ時間後のD点の時刻は13：00＋Ｌ／（Ｃ－Ｖ）になってしまいます。？？？

Ｌ／Ｃ時間後のＤ点の時刻はどうにでもなってしまうのです。

すべての点から同時に光を照射するとすべての点は、15：00＋Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）と15：00＋Ｌ／（Ｃ－Ｖ）の時刻を持つことになります。また、アインシュタインが考える同時刻線が何本もできてしまいます？

どの同時刻線が正しの？

左方向に向かった光と各点の世界線は、Ｌ／（Ｃ－Ｖ）の時刻に交差します。これを線で結ぶとｘ軸に平行な直線になります。

右方向に向かった光と各点の世界線は、Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）の時刻に交差します。これを線で結ぶとｘ軸に平行な直線になります。

また、光の交点と時計の世界線の交点を線で結ぶとＬ／２ＣとＬ／Ｃの時刻のx軸に平行な直線ができます。

このように、電車に無数の時計を設置し、片側の光の挙動ではなく、両方に進む光を考察するとアインシュタインが提唱したミンコフスキー時空図の矛盾が明らかになります。

そして、ミンコフスキー時空図からも運動する棒や電車の時刻は常に静止系と同一なことが判ります。（同時刻線がx軸に平行）

また、２両連結し、E点を光の原点にした時のアインシュタインが提唱した同時刻線に着目してください。この同時刻線の左側の時刻がマイナスになっているのです。電車が静止しているときは、15：00だった時刻が、Ｌ／Ｃ時間後には、15：00－αという過去の時間になってしまいます。

タイムマシンですか？

この現象は、ローレンツ変換でも起きる現象です。

ｘ軸上に長さ２０Ｌの弾性率１の棒が静止しているとします。時刻15：00にこの棒と同じ弾性率・質量の棒が速度Ｖで－ｘ方向から衝突したとします。

原点を棒の中点にし、0.1秒後の－１０Ｌや－９Ｌの時刻を計算してみてください。

衝突した瞬間に15：00－αの過去の時間になる！

これが、間違った理論から導き出された実体のない架空の理論なので条件を変えるだけで矛盾が出る証拠です。

まだ、あなたは特殊相対性理論を信じますか？

次に、ミンコフスキー図の説明で示した下図について説明します。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図－７

この図は、ミンコフスキー図を未来（上空）から見た状態図です。

観測者が原点から移動しなければ、光は同心円状に広がります。

しかし、物体が移動したため、移動物体に対しては、光は同心円からずれていきます。

原点の観測者は、移動物体と光の状態を同時に観測することができます。

原点の観測者は、光に対して移動物体が同心円からずれていくのを観測します。

原点から移動物体と光を観測したとき、また、移動物体から見たとき、光の速度は不変なのでしょうか？

アインシュタインは、論文「運動物体の電気力学」の序文（？）の中で『光は常に真空中を一定の速さＶ（Ｃ）で伝播し、この速さは光源の運動状態は無関係だ』と述べています。

しかし、文学辞典によると「どの慣性系から見ても、光の速度（真空中の光速度）は一定である、すなわち、光の速度は一定で、光を放出した物体や観測者の速度に依存しないという原理。」と記載されている。

アインシュタインが言及している「光は常に真空中を一定の速さＶ（Ｃ）で伝播」に関しては、波動方程式を考慮すると納得できますが、文学辞典の「観測者の速度に依存しない」という事柄に関しては、納得できません。

皆さんはどのように考えますか？

よろしければ、ご意見をコメントでお寄せ下さい。

次の章では、フィーゾーの実験とマイケルソン・モーリーの実験結果について考察します。

アインシュタインは、論文「運動物体の電気力学（1905）年）」の中で同期という手法で同時刻と同時性を定義し、運動物体の同期を行い、同期できないことから運動物体の同時刻と静止系との同時性を否定しています。

　これについては、『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）』等で、その矛盾を説明しましたが、ここで再度違った角度から、そして、誰もが納得する方法で矛盾を指摘してみましょう。

　間違った理論から導き出された考え方は、簡単な条件を加え、その状態を考察するとその矛盾が明確になります。

　物理学者の皆さんは、アインシュタインが考えた定義と運動する点（棒）と光の挙動だけに注視しています。

                           図－１

　そして、ｔ₀＝0でＡから照射された光がｔ₁＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）でＢ点に到達し、反射され、ｔ₂＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）＋Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）でＡに戻るので

ｔ₁－ｔ₂≠ｔ₂－ｔ₁

が成り立つので同時刻と同時性の否定を行っています。

間違った理論から導き出された考え方は、考察する項目を増やすことにより、矛盾が明確になるのです。

            図－２

　図のように棒の長さを２Ｌとし、新たな点Ｃを追加する。

　ｔ₀＝０でＡ点から光を照射するときにＣ点からも光を照射する。

　静止系には無数の時計を配置し、Ａ点とＣ点に対応した位置よりt₀＝０で光を照射する。

             図－３

　ｔ₁＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）でAから出た光がBに到達したときの状態を示します。

　B点の時計の時刻は、Ｌ／（Ｃ－Ｖ）です。

　Cから出た光はA点の時計に到達し、時計の時刻はＬ／（Ｃ－Ｖ）です。

A点とC点に対応した静止系の位置から出た光が到達した位置の時計の時刻はともにＬ／（Ｃ－Ｖ）です。

さらに棒を追加して考察すると棒の全ての場所は同時刻、そして棒と静止系は同時刻であることが判ります。

しかし、棒が止まっているときは、すべての場所で同期ができます。

数学的に見ると同期の時間Ｌ／（C－V）とＬ／（C＋V）は、速度（C－V）と（C＋V）の光が棒を移動する時間なのです。

同期理論は、運動する棒に対しては、静止系の光が等速度ではないので成立しないのです。

運動する棒に対して等速度で伝達する方法（棒を透明な個体にする・光ファイバーを用いる・棒を銅線にし、電気信号を使用する。）を用いれば、運動する棒でも同期できます。

そして、運動する棒に対して静止系の光で同期し、同時刻と同時性を否定する考え方は、破綻したのです。

次の図は、ＡやＢで光が反射され、ＣやＡに光が戻ったｔ₂＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）＋Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）の時刻の図です。

バカらしくなってきたので説明はしません。皆さんで考えましょう。

図－４　　　　　　　　　

　なぜ、アインシュタインは、同期理論を考えたのでしょう？

エーテル理論をベースにするとマイケルソン・モーリーの実験結果は、時空をゆがめないと説明ができないので、ローレンツは、運動物体は収縮するという考え方をしました。

しかし、この考え方は、当時の物理学者には受け入れられませんでした。

アインシュタインの考え方の基本にあるのは、速度Vで移動する地球に静止した棒はエーテル中を速度Vで移動する棒なのです。

そして、同期という手法を用いて同時刻と同時性の絶対性を否定し、時間を歪めた座標変換でローレンツ因子を算出しています。

アインシュタインが運動する棒の同期で算出した時間

　ｔ₁－t₀＝Ｌ／（C－V）、　　ｔ₂－t₁＝Ｌ／（C＋V）

は、エーテル中を移動する棒を光が移動する時間なのです。（エーテル風の影響を観測している。）

そして、数学的に見ると同期の時間［Ｌ／（C－V）とＬ／（C＋V）］は、棒に対して（C－V）や（C＋V）の速度の光が棒を移動する時間なのです。

論文の中でアインシュタインは、破綻した同期理論から算出したｔ₁－t₀＝Ｌ／（C－V）、ｔ₂－t₁＝Ｌ／（C＋V）とマイケルソン・モーリーの実験結果より地球でも同期できることから導き出される式　１／２（τ₀＋τ₂）＝τ₁を用いて座標変換を行ったのです。

１／２（τ₀＋τ₂）＝τ₁の式は、マイケルソン・モーリーの実験結果から考えられる地球でも棒の同期ができるτ₁‐τ₀＝τ₂‐τ₁の式を変換したものです。

時間成分だけを見れば、τ₁‐τ₀＝τ₂‐τ₁の式にｔ₁－t₀＝Ｌ／（C－V）とｔ₂－t₁＝Ｌ／（C＋V）の時間成分をそのまま入れたにすぎません。

変換後の時間成分だけを見れば、

ｔ₁－t₀＝ｔ₂－t₁としているのと同じ操作なのです。

導入した式の時間の係数だけを見れば、１／２（τ₁＋τ₂）≠τ₁となっているのです。

この操作で時間成分（と空間）が歪められたのです。

ローレンツは、収縮の考え方をして時空を歪め、アインシュタインは、破綻した同期理論と座標変換という手法で時空を歪めていたのです。　

当然のことながらこの操作で時空の矛盾が生じていたのです。

矛盾した同期理論と時間の矛盾がある式を展開して求めたローレンツ因子（変換）・特殊相対性理論

あなたはまだ信じますか？

次の章では、A点とB点に対する光の挙動だけに着目したミンコフスキー時空図の矛盾を見ていきましょう。

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。