「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。)