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cupido

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トナカイに関する都市伝説を教えてくださいトナカイに関する都市伝説を教えてください

回答数 46>>

光速で走るトナカイが居る
大喜利のお題の星大喜利のお題の星
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ヒカミ

ヒカミ

J氏の光速フットワーク⋯。
そんなすぐカツカレー食べに行けるものなのか⋯?
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またんぎ

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立て、ゆえに、有る式:

ゆえに有る:

S' 系において観測者が見ると、式 x = x' + v t' において、x' は逆相称係数 1/k を取ることで成立するはずである。
ゆえに有る:

ゆえに有る:

S 系は S' 系に対して等速直線運動をしているため、x' と (x - v t)、および x と (x' + v t') の間の関係は線形で、最も単純で公正な関係を満たすと合理的に見なすべきである。
相対論の相称性原理は、物理法則はすべての慣性参照系において同一かつ平等であり、異なる慣性系の物理方程式形式は同一である、と主張する。ゆえに、(1)と(2)は同一の定数 k を使用できる。
定数 k について、k の値はローレンツ変換の導出からも明らかなように、光速不変から求められる。
原点 O と O' を重ねたゼロの瞬間に、正の x 軸に沿って前方へ進む光を発射したと仮定する。光速を c とする。
波動説は光の波面を前提としている(私たちは光が波であると仮定している)が、もし光が粒子であると仮定するならば、波面は光子に置き換えられるべきである。
『統一場論』の中では、光子は点に置き換えて使用できる。なぜか? 光子は静止した空間の中で光速運動を行うからである。光子がない場合、単純な空間の点も同様に光速で運動する。座標は S 系では (x, y, z, t)、 S' 系では (x', y', z', t') である。
光が特定の地点(例えば P 点)に到達するまでのこの事象を、我々の考察の対象とする。
もし光速 c が S 系と S' 系で同じであるならば、
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またんぎ

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「統一場理論」は、光速不変と時間の本質が密接に関連していることを指摘しており、一度時間の物理的定義を知れば、光速が不変である理由を理解できます。
本文は、まず相対性理論の考え方に基づいてローレンツ変換を導出し、「統一場理論」の考え方を利用して、ローレンツ変換における一見似て非なる問題を修正します。次に、「統一場理論」における時間の物理的定義を通じて、ローレンツ変換で光速が不変である理由を説明します。
まず、ローレンツ変換の導出過程を相対性理論の考え方で示します。
ローレンツ変換の導出
二つの直交慣性座標系 S 系と S' 系があると仮定します。任意の事象が発生した時空座標は、S 系と S' 系でそれぞれ (x, y, z, t) および (x', y', z', t') で表されます。
下図に示すように、
(図の説明: S 系と S' 系、S' 系が x 軸方向に速度 v で移動しており、t=0 で O と O' が一致。事象 P の座標が S 系では x、 S' 系では x' であり、O' は S 系から見て vt の位置にあることが示されています。)
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またんぎ

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例えば、私たちは張胖子(チャン・パンズ)を見て、体重が5斤増加したとしましょう。私たちはすぐに張翼德(チャン・イーデ)の体重も確実に5斤増加したと断定できます。なぜなら、この二つの名前が指すのは同一人物だからです。張胖子と張翼德の体重の増加は、張胖子と張翼德の体重の比率が不変であることを意味します。
光速が私たちに相対的な速度 v で運動するとき、光速の分子――空間位移 r の変化を引き起こすことは、必ず光速の分母――時間 t の同期変化を引き起こします。
なぜなら、光速の分子――空間位移と光速の分母――時間 t は本質的に同じものであり、私たちが人に二つの名前を付けて呼んでいるのと同じで、張胖子と張翼德のようなものだからです。
このことから推論できます。光源が私たち観察者に対して等速運動であろうと加速運動であろうと、光速の分子と分母は必ず同期変化し、このため光速は終始不変となります。
この表現が広義相対論の基本を正しく表しているのは、広義相対論の基礎の一つである「二つの相互に運動する観察者が測定する同一の光束の光速は同じである」ことによるからです。
2. 光速不変に対するローレンツ変換と狭義相対性理論の解釈
狭義相対論における光速不変とは、光が静止している時に発した光が、私たち観察者に対して毎秒 30万キロメートルであることを指します。
この光源が私たち観察者に対してある速度 v である方向に沿って等速直線運動をしているとき、その発した光を私たち観察者が依然として毎秒 30万キロメートルと観察することを指します。
ローレンツ変換は狭義相対論の核心と基礎であり、光速不変はローレンツ変換の主要な依拠です。
なぜ光速は不変なのか? 相対論は何も説明せず、また説明できる能力もありません。
相対論はただ光速不変を一つの事実として受け入れ、それを展開し推論し、そして無理に力学を修正し拡張した不完全な理論にすぎません。
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またんぎ

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1. 相対論における光速不変の単純な説明
相対論で議論される光速不変とは、次のことを指します:
* 光源が静止している時に発する光の、私たち観察者に対する相対速度は、毎秒 30 万キロメートルです。
* 当然、この光源が私たち観察者に対してある速度で沿ってある方向に等速直線運動をしている時、そこから発する光の、私たち観察者に対する相対速度は、やはり毎秒 30 万キロメートルです。
相対論で議論される光速が不変であるのはなぜでしょうか?
時間の本質は、私たちが周囲の光速運動している空間を観測することだからです。

私たちは観察者が光速運動している空間に、もう一つの名前を与えて呼びました――時間、と。
時間と光速運動している空間は、実際には同じ一つのものであり、私たちは二つの名前で呼んでいるのです。
なぜ二つの名前があるのでしょうか? 主な原因は、人類が自己の感覚から時間を認識し始め、時間の本質である光速運動の空間を深く認識できなかったからです。
光速 c = r/t は一つの式であり、数学で知っているように、分母と分子から成り立っています。
光速中の分子部分である空間変位 r と、光速中の分母部分である時間 t は、実は同じ一つのものです。
私たちが時間の本質は光速運動の空間であることを認識していないため、光速運動の空間に**「時間」**というもう一つの名前を与えてしまったのです。
人為的に一つのものを二つの名前にしてしまったのです。
例えば、「張飛(Zhāng Fēi)」という名前と、「張翼德(Zhāng Yìdé)」という別名がありますが、どちらも同じ一人の人物を指しています。
したがって、光速の分子部分である空間変位 r にもし何らかの変化がある場合(例えば光速の運動によって引き起こされる変化)、光速の分母部分である時間 t は必ず同期して変化します(なぜなら r と t は元々同じ一つのものだからです)。これにより、光速の数値 c = r/t は終始変わらない、これが光速不変の理由なのです。
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またんぎ

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時間の物理的定義、および相対的な時間の物理的定義に基づいて、以下のことが推測できます。
時間と観測者周りの空間が光速で移動した際に、移動した距離は時間 t に比例します。
ここで空間が光速で運動していると見なしているのは、仮定の要素が含まれているためです。その理由は、それが光速の特殊性を説明するからです。
私たちは物体粒子が空間の中で運動することに慣れていますが、空間自体の運動をどのように記述すればよいでしょうか。
三次元空間を微小なブロックに分割し、それぞれの微小な空間ブロックの運動を記述することで、空間自身の運動を記述することができます。
空間ブロックの概念を借りると、以下のように考えることができます。
時間と、私たち観測者の周りの一つの空間ブロック p がゼロの瞬間に、私たち観測者のいる場所から光速 C(本文では大文字で方向ベクトルを表す)で、時間 t が経過した後に移動した距離 R は比例します。
これに基づいて得られる方程式は次のとおりです。
i, j, k はそれぞれ x 軸、y 軸、z 軸に沿った単位ベクトルです。スカラー形式は次のようになります。
この方程式は時空統一化方程式と見なすことができます。
上記の時間の物理的定義は、同時に光速を定義しており、光速は時空の統一性を反映し、時間と空間が同じ一つの起源であることを反映しています。
したがって、私たち観測者が以前知らなかった時間の本質は、光速で運動する空間であり、この光速で運動する空間に「時間」という名前が付けられて表現されてきた、と見なすことができます。
「統一理論」では、時空統一化方程式は相対論的時空相対性方程式に相当します。
四、時間の物理的定義を用いて光速不変を説明する
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またんぎ

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安徽(あんき)の伝説的な農民が明かす時間の本質の謎 (UFO ALIEN GOKE 張祥前 ZHANGXIA...
物体を中心とし、円柱状の螺旋式で、ベクトル光速をもって四方へ向かって発散・運動する。空間のこのような運動が、私たち観測者に与える感覚が時間である。
『統一場論』においては、ベクトル光速の方向は変化しうるが、その絶対値(大きさ、ノルム)はスカラー光速であり、変化しない。ベクトル光速は、スカラー光速の拡張として見なすことができる。
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またんぎ

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さらに一歩進んだ分析から、以下のことが導き出せます:
​宇宙の中では、物体と空間は「物」であり、その余の(ものの)像、変位、品質、電荷、場、エネルギー、光速、速度、動量、力、温度、音......といった概念は全て「事」であり、「物」が私たち観測者に対して運動している際に、私たちが描写し始めた一種の性質です。
​私たちは、場、品質、電荷、光速、力、動量、エネルギー......などは全て空間的変位の関数であり、全てが応用可能な物理的原理で表現できると見なすことができます。
​宇宙の中には物体と空間の二つだけが「物」として存在し、その余のものは全て「事」です。一切の物理現象は全て「事」であり、それは私たちが観測者として周囲の空間運動と物体運動を記述したものです。
​以上の基本原理から導き出される現象は一種の特殊なものであり、時間もまた「事」の範疇に属すると考えられます。
​ですから、私たちは時間を一つの物体のような具体的に存在するモノと見なすことはできませんし、それを物体の構成部分とすることもできません。
​物理概念、例えば、像、音、色、力、温度といった物理概念は、物体が空間内で運動し、私たち観測者に作用することで、私たちの感覚を引き起こし、私たちがこの感覚に加工、概括を施して形成されたものです。
​以上の分析に基づくと、時間は、物体が私たち観測者に対して相対的に運動するか、あるいは物体周囲の空間が私たち観測者に対して相対的に運動するかの、一種の感覚に由来すると考えられます。
​一言で言えば、時間も単に人間の一種の感覚に過ぎません。時間も同様に私たち人間から独立して存在することはできません。観測者がいなければ、時間は存在しないのです。
​物体の本質をさらに認識し、より精確な時間の物理的定義を得るために、これまでの分析を利用すると、時間という物理概念は以下のように考えることができます:
​時間とは、ある物体がその周囲の空間内で運動すること、あるいはその物体を取り囲む空間自体の運動が、私たち人間の一種の感覚を引き起こすものです。
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