★第一部光速度  近日点の移動 マックスゥエル マイケルソンとモーレー 光行差 C−Vcosθ 物質収縮 自然哲学 物質変化 静止系 光速度不変の要請 逆変換 レーザー 速度の加法則 横ドップラー 時空間の変化 ローレンツ収縮 リングレーザージャイロ 同時性の相対性 ウラシマ効果 物質波

リングレーザージャイロ装置で光速度は不変でないことが分る

1.装置の仕組み

リングレーザージャイロ装置

 光ファイバーの輪の中を、青い光は左回りに、赤い光は右回りに移動しています。装置自体が右へOからPへ回転移動した状態を考えます。 観測者Aは、OからPへ移動します。Oを同時に出発した青い光と赤い光は、Pの位置で観測者Aに出会います。青い光は左回りにO→P進みます。 赤い光は右回りにO→O→P進みます。
 青い光と赤い光が、Pに到達する時間の差を測定することにより、 リングレーザージャイロ装置自体が、どれだけ回転運動をしたのか計算することが出来ます。これにより、 ロケットは一定方向へ軌道修正しながら進むことが出来るのです。

 この装置では、光の相対速度は(C−Vcosθ)キロメートル/秒として、装置の回転を計算しています。 つまり、O→Pの運動をVキロメートル/秒とすると、進行方向へはcosθ=1、逆方向へはcosθ=−1なので、 赤い光の相対速度は(C−V)キロメートル/秒、青い光の相対速度は(C+V)キロメートル/秒と計算されます。  双方の差は2Vキロメートル/秒なので、Vキロメートル/秒分逆方向へ回転すると、ロケットは真っ直ぐに進むことが出来ます。
装置が、縦方向へ回転した時cosθ=V/Cである為、赤い光の相対速度=青い光の相対速度=(C−V2/C)=(C2−V2)/Cキロメートル/秒となります。

2.光の相対速度

 客観的な光の相対速度は、√(C2+V2−2CVcosθ)キロメートル/秒なので、装置がOからPへ回転移動した場合、赤い光の相対速度=(C−V)キロメートル/秒、 青い光の相対速度=(C+V) キロメートル/秒です。
 縦方向へ回転した時、赤い光の相対速度=青い光の相対速度 =√(C2−V2)キロメートル/秒となります。√(C2+V2−2CVcosθ)キロメートル/秒の光は、V慣性系の時間と空間が変換される為、 実際には(C−Vcosθ)キロメートル/秒と測定されます。

3.時間と空間の変換

 V慣性系の時間と空間は、第一第三統合式の通り
t’ = t/ √(1−V2/C2
x’ = x/ √(1−V2/C2
y’= y
z’= z

と変換されます。この場合、回転運動はXY軸方向に平等な運動であるので、光ファイバーの形は円であることに変わりありません。 物質は横方向へ(1−V2/C2)収縮するので、円周が(1−V2/C2)に収縮した円となります(回転運動に限定して説明する)。

4.光速度が不変であれば回転は計測出来ない

 光は、「光を一定速度で伝える実体」の上を伝わっています。「光速度不変の原理」の通りであるとすると、 OからPに速度Vキロメートル/秒で移動する観測者Aには、青い光と赤い光は共にCキロメートル/秒と測定されます。
 輪になった光ファイバーの全ての位置で観測しても、同様な結果となります。それは、装置が静止している状態と同じであり、 青い光と赤い光は同時にPに到達することとなります。それでは、装置自体の回転運動を計算することは出来ません。
 高速回転により装置が収縮しても、光ファイバーの輪は円であることに変わりは無く、青い光と赤い光の走るコースは同一です。 青い光と赤い光は同時にPに到達することは出来ません。幾ら時間と空間を変化させても、 同一に到達していないものを同一にすることは出来ません。この様に、この宇宙では、光速度は不変ではありません。