物理学者の間違っている常識　（シリーズ　３）

2019/03/17 17:50

光の軌跡の速度は、Ｃではないことの検証

　シリーズ２で、光の軌跡の速度は、移動速度との合成速度であることを記述しました。
　この事柄について、２つの方法で検証してみましょう。

　最初に、「軌跡の速度は、移動速度を合成する」ことについての検証として、「相対論的速度の合成則」との物理現象の違いを比較して、考察してみましょう。
　絶対静止系に静止している電車のＡよりボールを速度ＵでＢに向かって射出し、同時にＡより、光をＢに向かって照射し、Ｂ点で反射され、Ｃ点でボールに光が到達したとします。

　　　　　　　　　　　　　　　　　図－１
　この時、ＣＢの距離をＸとし、Ｘを算出します。
　Ｃ点にボールが到達する時間は、
　　ｔ＝（Ｌ－Ｘ）／Ｕ
となり、光がＣ点に到達する時間は、
　　ｔ＝（Ｌ＋Ｘ）／Ｃ
となり、距離Ｘは、
　（Ｌ－Ｘ）／Ｕ＝（Ｌ＋Ｘ）／Ｃ
　　Ｘ＝Ｌ（Ｃ－Ｕ）／（Ｃ＋Ｕ）
となります。
　この時、観測者が図－２のように、速度Ｖで左方向に移動したとします。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図－２
　移動する観測者は、上図のような状態を観測します。そして、移動して観測しても、この時のＣ点とＢ点の距離は必ずＸ＝Ｌ（Ｃ－Ｕ）／（Ｃ＋Ｕ）にならなければなりません。
　この事柄について、軌跡が移動速度に依存しているか、光速度不変原理と相対性理論的な速度の合成則が成り立つのかを検証してみます。
　まず、軌跡が移動速度に依存している場合について検証します。
　Ｂ点に光が到達する時間は、
　　ｔ₁＝（Ｌ＋Ｖｔ₁）／（Ｃ＋Ｖ）＝Ｌ／Ｃ
となり、Ｂ点で反射された光がボールに到達する時間は、
　　ｔ₂＝（Ｘ－Ｖｔ₂）／（Ｃ－Ｖ）＝Ｘ／Ｃ
となります。
　Ｃ点にボールが到達する時間は、
　　ｔ＝（Ｌ－Ｘ）／Ｕ
となり、光がＣ点に到達する時間は、
　　ｔ＝ｔ₁＋ｔ₂＝（Ｌ＋Ｘ）／Ｃ
となり、距離Ｘは、
　　Ｘ＝Ｌ（Ｃ－Ｕ）／（Ｃ＋Ｕ）
となり、光の軌跡は移動速度に依存するという考察結果の妥当性が、証明されました。

　次に、光速度不変原理と、速度合成則を使用して、距離Ｘを求めてみましょう。
　速度合成則による速度をＷとすると
　　Ｗ＝（Ｕ＋Ｖ）／（１＋ＵＶ／Ｃ²）
になります。
　Ｂ点に光が到達する時間は、
　　ｔ₁＝（Ｌ＋Ｖｔ₁）／Ｃ＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）
となり、Ｂ点で反射された光がボールに到達する時間は、
　　ｔ₂＝（Ｘ－Ｖｔ₂）／Ｃ＝Ｘ／（Ｃ＋Ｖ）
となり、光がＣ点に到達する時間は、
　　ｔ＝ｔ₁＋ｔ₂＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）＋Ｘ／（Ｃ＋Ｖ）
となります。
　Ｃ点にボールが到達する時間は、
　　ｔ＝（Ｌ－Ｘ）／｛（Ｕ＋Ｖ）／（１＋ＵＶ／Ｃ²）｝
となり、
　　ｔ＝（Ｌ－Ｘ）／｛（Ｕ＋Ｖ）／（１＋ＵＶ／Ｃ²）｝
　　　＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）＋Ｘ／（Ｃ＋Ｖ）
となり、C≫ＵＶなのでＵＶ／Ｃ² ＝０と置くと距離Ｘは
　　（Ｌ－Ｘ）／（Ｕ＋Ｖ）＝Ｌ／（Ｃ－Ｖ）＋Ｘ／（Ｃ＋Ｖ）
　　Ｘ＝Ｌ（Ｃ－２Ｖ－Ｕ）（Ｃ＋Ｖ）／（Ｃ＋２Ｖ＋Ｕ）（Ｃ－Ｖ）
になり、電車が静止しているときのＸ
　　Ｘ＝Ｌ（Ｃ－Ｕ）／（Ｃ＋Ｕ）
とは同じにならないことがわかり、観測者が動くと光の到達点が変わってしまうという矛盾が起きます。ここに、運動する物体は、収縮するとして、収縮率をかけても、静止しているＸとは一致しません。
　光の軌跡は、Ｃではなく、移動速度Ｖと合成することの検証ができたと考えられます。
　また、「相対論的速度の合成則」は、軌跡の速度をＣとして算出されているので、この合成則の矛盾もお分かりいただけたと考えます。

　次に、縦方向の物理現象を考察して、軌跡の速度がＣでないことを検証しましょう。
　速度Ｖで移動する電車のＡ点より小さな光に見える発光体を速度ｕで、垂直に距離ＬのＢ点に発射します。

　　　　　　　　　　　　　　　図－３
　静止している観測者は、図－４のような光の軌跡を観測します。
　この時、Ａ点の発光体の軌跡が、光だからと言って、Ｂ’点に到達する時間を下記のような計算をする馬鹿な科学者は、いないと思います。
　　（ＣΔｔ）²＝Ｌ²＋（ＶΔｔ）²
　　Δｔ＝Ｌ／√（Ｃ²－Ｖ²）
　

　　　　　　　　　　　　　　　　図－４
　発光体がＢ‘点に到達する時間は、物理の一般法則にしたがい、
　　Δｔ＝Ｌ／ｕ
となり、光の移動速度をＸとすると、
　　Ｖ²＋ｕ²＝Ｘ²
　　Ｘ＝√（Ｖ²＋ｕ²）
となります。
　Ｂ'の到達時間は、Ｖの速度に影響されず、ＡＢの距離と移動速度Ｕで決まります。
　なぜ、光だけが、特別なのでしょうか？この状態は、ちょうど光行差角に相当するもので、光もＢ'の到達時間は、Ｖの速度に影響されず、ＡＢの距離と移動速度Ｕで決まります。
　ここで超未来の超科学を使ってみましょう。( ｀―´)ノ
　２Ｘ００年代には、電車のスピードが２５万㎞／ｓの速度で動き、発光体の発射速度が２０万㎞／ｓになったとします。
　この時、発光体がＢ’点に到達する時間は、
　　Δｔ＝Ｌ／２０万
になります。
また、この時の軌跡の速度は、
　　Ｘ＝３２万㎞／ｓ
になります。
　この速度では、光よりも早くＡ点の発光体が、Ｂ’点に到達するという現象が生じてしまうのです。
　発光体より早い速度で動く光が、遅れてＢ’点に到達するなどという現象は、絶対に生じません。
　これが光の軌跡の速度をＣとしたことから起きる現象です。
　近似式ならば、このようなことが起きても不思議ではありませんが、原理が近似式であってはならないのです。実際は近似式でもなんでもなく、考察の間違いから起こった事柄です。
　光の軌跡は、発光体の軌跡と同じようなものなのです。
　特殊相対性理論の世界では、こんな矛盾を見落として議論が行われているのです。
　特殊相対性理論の根幹となる、同時性の否定や、ローレンツ因子は、思考実験より考えられた光の軌跡の式に、光速度不変原理を適用し、軌跡の速度をＣとし、特殊相対性理論を組み立てています。
　特殊相対性理論は「軌跡の虚構」の理論なのです。

　皆様のご意見・質問・反論等をお待ちしております。