安徽の伝説的な農民のタイムトラベルの謎(UFO ALIEN GOKE)張祥前 ZHANGXIA...
c^2。なぜなら、x と t の量は s 系で観測されており、 s 系では、p 点は速度 v で運動しているからである。
この結果と以上のことは同じである。
私たちにはもう一つ疑問があります:
空間点 p が y 軸上に進んだ道のりは s 系と s' 系で等しいのでしょうか?
この全ては、相対論を用いた列車とトンネルの仮定実験によって証明されます:
一つのトンネルがあり、外側に一本の列車が停車しており、列車の高さとトンネルの頂上の高さは等しいと仮定し、今、列車を高速で動かしてトンネルに突入させます。運動している列車の高さは変化するでしょうか?
もし列車の高さが運動によって小さくなると仮定すると、地面に立っている観測者は、列車は運動によって高さが変化し、トンネルは運動しないので高さは変わらず、列車は順調にトンネルを通り抜けると考えるでしょう。
しかし、列車に表面に乗っている観測者は、列車は静止しており、そのため列車の高さは変わらず、トンネルは運動していると考えるため、トンネルの高さが下がり、列車はトンネルを通り抜けることができなくなります。ここに矛盾が生じます。
しかし、列車がトンネルを通り抜けられるかどうかは確定した物理的事実であり、観測者の選択に関わるべきではありません。
唯一の合理的な観点は:
等速直線運動は、垂直方向の空間長さを縮めることはできず、同様に伸ばすこともできず、結果は変わらないということです。
おそらく人々にはもう一つの疑問があるでしょう。観測者が囲む空間には多くの空間点があるのに、なぜ一つの空間点の運動によって表示できるのでしょうか?
相対論では、ある出来事が起こったとき、観察者から見てその出来事が起こった場所に対して静止している、つまり、その出来事の開始時刻と終了時刻が同じ場所で測定される場合、この出来事が経験した時間の測定値は固有時間であり、すなわち上記の t' となります。相対論では、固有時間は最短の時間となります。この結果は相対論の結果と同じです。
私たちはローレンツ逆変換 t = (t' + vx'/c^2) / \sqrt{ (1 - v^2/c^2) } の両辺を時間 t' で微分すると、以下のようになります。
注意: 式中の x' は時間 t' とともに変化しません。なぜなら、x' と t' の量はすべて S' 系で観測されたものであり、S' 系では p は静止しているからです。
私たちはローレンツ正変換 t' = (t - vx/c^2) / \sqrt{ (1 - v^2/c^2) } の両辺を時間 t で微分すると、以下のようになります。
したがって、以下のようになります。
注意: 式中の x は時間 t とともに変化します。したがって、 dx/dt = v および d(vx/c^2)/dt = v^2/c^2 となります。
> \text{o'p} / \text{t'} = \text{c}、\text{p} 点が後に存在した場所、すなわち図中に示された \text{p} 点に到達した。
> 空間点 \text{p} がゼロ時刻に出発し、\text{p} 点まで運動したという事象は、\text{s} 系の観測者から見ると、\text{p} 点は時間 \text{t} の間に \text{op} という距離を移動したことになる。
> \text{op} の道のりは \text{o'p} よりも遠いが、総時間 \text{t} は時間 \text{t'} よりも長いはずである。
> なぜなら、時間の物理的定義に従って、時間は観測者に対して空間点 \text{p} が移動した道のりに正比例するからである。
> したがって、次の式が成り立つ:
> 上式を変形すると:
> \text{o'p} / \text{t'} = \text{c} より、次の式が得られる:
> 上式は、光速がなぜ互いに運動しあう二人の観測者にとって不変の数値となるのかを説明している。
> 次に、\text{t} と \text{t'} が満たす関係を求め、相対論と一致するかどうかを見てみよう。\text{op} / \text{t} = \text{o'p} / \text{t'} = \text{c} および \text{op} = \sqrt{(\text{op'}^2 + \text{v}^2 \text{t}^2)} より、次の式が得られる:
> これを微分形式にすると: