高速移動する時計が静止している時計に比べて遅れることは、GPS衛星の時計の遅れで既に証明されています。先ず、相対性理論で時刻が遅れる仕組みを説明します。そして、(重力による一般相対論効果を取り除くと) 高速移動するGPS衛星の時計から見ると、静止している地上の時計は速く進むことを証明します。
数年前に「ヒッグス粒子」が発見されました。物質が「ヒッグス場」を動くと「ヒッグス粒子」が生じまとわり付き動き難さ(質量)を与えられます。つまり、物質が「ヒッグス場」に対して動くと質量が生じ、「ヒッグス場」に対して加速するとGが掛かり、「ヒッグス場」に対して回転すると遠心力が掛かります。
つまり、「ヒッグス場」は運動の基準となる「相対的静止系」です。
そして、この宇宙は三次元の「立体Dブレーン」で満たされています。その「立体Dブレーン」上に「ヒッグス場」があります。ですから、「立体Dブレーン」が「相対的静止系」です。
粒子は光速度cに近づくにつれ加速し難くなります(これは、加速器の実験で実証済みです)。この場合「立体Dブレーン」に対し、粒子が光速度c近くで動くのです。
つまり、高速で移動する私や私が持っている時計を構成する粒子が動き難くなるので、時計はゆっくりと時を刻み、私はゆっくりと動き思考し年を取ります。
私が、「立体Dブレーン」に対して静止している人を見ると、その人は速く動き思考し年を取って見えます。そして、静止者の持っている時計は速く時を刻んで見えます。
しかし「立体Dブレーン」は、相対性理論が否定する「絶対的静止系」ではありません。「立体Dブレーン」が空間の中でどの様に動いているか分からないからです。「立体Dブレーン」が物体の運動の基準となる系なので、これを「相対的静止系」と呼びます。
では、高速移動に伴う時間と空間の変化を説明します。
v㎞/秒で移動すると、空間と時間の座標が次の「ローレンツ変換」のとおり変化します。
①x'=(x-vｔ)/√（1-v2/c2）
②y'= y
③z'= z
④t'= (t-vx/c2) / √（1-v2/c2）
高速移動する物質は、「動き難く」なり、また「ローレンツ収縮」します。
物質は、光速に近づくほど動かし難くなります。したがって、高速移動する時計は遅れます。
次に「ローレンツ収縮」です。v㎞/秒で移動すると、物質は横方向へ√(1-v2/c2)倍収縮します。これを「ローレンツ収縮」と言います。電子は、原子核の周りを高速で回転し、その遠心力と原子核に引き付けられる電磁力の釣り合う一定距離を保っています。原子が高速移動すると、電子は回転し難くなり遠心力は弱まり電子は原子核の電磁気力に引き付けられ、原子自体が横方向へローレンツ収縮します。
この様に、v慣性系では、物質である定規が√(1-v2/c2)倍「ローレンツ収縮」する為、距離は逆に1/√(1-v2/c2)倍長く測定されます。また、その間に観測者自身がvt㎞移動しているので、その分距離は短く測定されます。上下左右方向(縦方向)には変化はありません。従って、これを方程式で表わすと
①x'=(x-vt)/√(1-v2/c2)
②y'=y
③z'=z
です。
光の座標を便宜上平面で、P(x,y,z)=(ct*cosθ,ct*sinθ,0)とします。光は、原点Oを発してt秒後にPの位置に到達します。光が移動した時間はt秒です。光の移動した距離は、√(x2,y2,z2)=√{(ct*cosθ)2+(ct*sinθ)2+02}=ct㎞です。従って、静止者が見た光の速度は、ct㎞÷t秒=c㎞/秒です。
今度は、v㎞/秒で移動する観測者Aが同じ光を見ると、その速度は幾らと観測されるか、時間と空間の座標の変換式①②③⑤を使って計算します。
v慣性系で光の進んだ距離√(x'2+y'2+z'2)=√{(( ct*cosθ-vt)/√(1-v2/c2))2+( ct*sinθ)2+02}=(c-vcosθ)t/√(1-v2/c2)㎞
光速度が不変となるためには、
光の移動時間⑦t'=(c-vcosθ)t/c√(1-v2/c2)
でなければなりません。これで
v慣性系における光の速度=(c-vcosθ)t/√(1-v2/c2)㎞÷(c-vcosθ)t/c√(1-v2/c2)=c㎞/秒
と片道でも光速度不変となります。
光のX軸の座標x=ct*cosθなので、cosθ=x/ctです。これを⑦に代入すると
⑦t'=(c-vcosθ)t/c√(1-v2/c2)= (c-vx/ct)t/c√(1-v2/c2)=④ (t-vx/c2) / √（1-v2/c2）
です。まとめると
①x'=(x-vt)/√(1-v2/c2)
②y'=y
③z'=z
④t'= (t-vx/c2) / √（1-v2/c2）
と「ローレンツ変換」となります。
次に、高速移動によりGPS衛星の時計は、地上の時計に比べ遅れ続けることを証明します。
GPS衛星には、①高速で移動するために起こる時計の遅れと、②地上より弱い重力場にあるために起こる時計の進みが生じます。
具体的に言うと、GPS衛星搭載の時計はその高速移動により、地上の時計に比べ1秒間に100億分の2.55秒遅れます。
一方、GPS衛星は地上より重力の弱い所にあるため、地上の時計に比べ1秒間に100億分の7秒速く進みます。
差し引きするとGPS衛星搭載の時計は、地上の時計より1秒間に100億分の4.45秒速く進みます。
このため、③地上でGPS衛星に搭載する時計を逆に100億分の4.45秒遅く進む様に補正します。これで、軌道に乗ると、GPS衛星の時計は地上の時計と「シンクロ」します。
これで、3個のGPS衛星の時計と車の時計が同期します。そして、3個のGPS衛星から0時の信号をカーナビが受け取ります。受け取った時の自分の時計の時刻との差より、3個のGPS衛星までの距離が求まります。3辺の長さが決まると、カーナビは自分の位置を特定できます。
地球の重力の影響で、GPS衛星搭載の時計は地上の時計より1秒間に100億分の7秒速く進みますが、これは「お互い様」でないので、計算で取り去ることが出来ます。
つまり、地上でGPS衛星の時計を1秒間に100億分の7秒遅く進むように設定すれば、GPS衛星の時計が軌道に乗った時、高速移動による時計の遅れのみとなります。
こうすると軌道上のGPS衛星の時計は、高速運動による特殊相対論効果がなければ、地上の時計と同じ時刻を指します。(この状態で話を続けます)
そして「お互いに相手の時計が遅れて見える」と言う考え方に従えば、GPS衛星の時計から見ると地上の時計は1秒間に100億分の2.55秒遅れ続けて見え、地上の時計から見てもGPS衛星の時計は1秒間に100億分の2.55秒遅れ続けて見えます。
では長い時間が経過し、双方から見た時計の遅れが1年になったと仮定します。また、GPS衛星は地球から半径c[m]の円周上を公転すると仮設します。これで、GPS衛星からの信号は1秒で地上に届きます。
そしてもうすぐお正月なので、GPS衛星の時計は「2019年1月1日0時です。明けましておめでとう」の信号を光速度cで地上の時計に送ります。
ここで、地上の時計に細工をします。
その信号を受け取った時自分が指している時刻-2019年1月1日0時=<1秒、なら自爆しません。
その信号を受け取った時自分が指している時刻-2019年1月1日0時>1秒、なら自爆します。
つまり、時刻差が1秒を超えると自爆する様セットします。
地上の時計から見るとGPS衛星の時計は自分より1年遅れているので、信号を受け取った時自分が指している時刻は「2020年1月1日0時1秒」です。したがって
時刻差=2020年1月1日0時1秒-2019年1月1日0時=1年1秒
です。∴地上の時計は自爆しました。
一方、GPS衛星の時計から見ると地上の時計は1年遅れているので、信号を受け取った時地上の時計が指している時刻は2018年1月1日0時1秒です。したがって
時刻差=2018年1月1日0時1秒-2019年1月1日0時=-(364日23時間59分59秒)
です。∴地上の時計は自爆せず無事でした。
この後、スペースシャトルでGPS衛星の時計を回収し、地上の時計と並べます。さて、GPS衛星の時計は爆発してバラバラになった地上の時計と出会うのでしょうか。それとも、無事な姿の地上の時計に出会うのでしょうか。
これを、「kothimaroの自爆パラドックス」と呼びます(2018/12/22pm9:25)。
この様に、「お互いに相手の時計が遅れて見える」と仮定すると矛盾に陥ります。ですから、その仮定は偽です。
「キャットバード理論」では、「ヒッグス場」を基準にした地球とGPS衛星の速度が特定されます。それぞれの移動速度を、時間の変換式
t'=t√(1-v2/c2)
のvに入れれば、2つの時計の遅れが計算出来ます。
GPS衛星の方が地球より速く移動しているので、GPS衛星の時計が地上の時計より遅れ続けます。その時刻差が1年になったと仮定します。
GPS衛星の時計は「2019年1月1日0時です。明けましておめでとう」の信号を、光速度cで地上の時計に送ります。
その信号を受け取った時、地上の時計はどちらから見ても「2020年1月1日0時1秒」を指しています。したがって
時刻差=2020年1月1日0時1秒-2019年1月1日0時=1年1秒
です。∴地上の時計はどちらから見ても自爆しました。したがって、GPS衛星の時計は自爆した地上の時計と再開します。どちらから見ても矛盾はありません。証明終わり。