特殊相対論の理論構造
アインシュタインの特殊相対性理論は、次の2つの“仮定”から構築されています。日本では“原理”と称されますが、普通諸外国の原書では“assumption”と書かれています。
(1)特殊相対性原理
これは、物体の運動法則である「ガリレオの相対性原理」は光にも適用すべきだ、という仮定のもとに設けられたものです。
ガリレオの相対性原理によれば、図1に示すように、等速直線運動している系で、A からC 方向に物体を投げるとt 秒後にC’ に届きます。これは速度のベクトル合成則に基づいたもので、正しい物理現象です。
基準系座標では物体はA からC’ に飛んで行ったようになり、運動系座標では、物体はA’ からC’ に飛んできたようになります。これら2つの座標(基準系と運動系)は、「ガリレー変換」によって結ばれます。
アインシュタインの特殊相対性原理と呼ばれる仮定は、“光”も上の図1と同様になるとされるもので、図2のようになります。すべての相対論の教科書に、この事が書かれています。
しかし、“光”は、このような伝播をしないことが現代ハイテクレーザー技術、量子オプトロニクスでは分かっています。
技術の進歩は明治時代に考えられたアインシュタインの仮定を遥かに越えています。
正しい伝播の仕方は、図3です。
(2)光速度不変の原理
アインシュタインの光速度不変の原理という仮定は、すべての座標系で、光速度は常に一定値c であるというものです。
図で示すと、図4のようになります。
t=0の時点で、AとA’ は一致していて、A(つまりA’ )で光(球面波)を発射し、t 秒後の光の先頭波面を示したものです。
運動系で波面1になっているのは、先に説明したように、「特殊相対性原理」なる仮定によるものです。
「光速度不変の原理」によって、基準系での図であるAC’ は、
AC’ =ct
一方、同じく「光速度不変の原理」によって、運動系での図であるA’C’ は、
A’C’ =ct’
であるとされています。
つまり、基準系と運動系では「光速度は同じc で、時間が異なってt とt’ になるからだ」とされているのです。
なぜそのようになるかは、「距離の異なるところを同じ光速度c で飛ぶから時間が違ってくるのだ」と相対論の教科書には書いてあります。
そして基準系と運動系はローレンツ変換によって結ばれています。しかし現代量子オプトロニクスでは、このような波面1
は存在しないことが分かっています。波面は“波面2”だけです。
わたしは「距離の異なるところを同じ時間t で飛ぶのだから見かけ上の光速度が違ってくる。これが
c’ =c−Vcosθ である」と述べています。したがって他項で説明しましたように、
A’C’ =c’ tです。
★特殊相対性理論は間違っています
以上のように、特殊相対性理論を構築するための2つの仮定(要請)は互いに矛盾しており、光は物体を投げたようにはならないことが分かっており、すでに特殊相対性理論は破綻しています。
にもかかわらず、「特殊相対性理論は正しい」と錯覚するのは、基準系と運動系がローレンツ変換で結ばれて計算され、近似的にニュートン力学だからです。そのローレンツ変換式そのものも間違った数学で導出されていることをHP拙稿の至る所で述べております。
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