作品紹介:ローレンツ収縮についての考察

『ローレンツ収縮についての考察』 嵐田源二著
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A5 表紙込20ページ (推定36 グラム) 末端価格200円(税抜)
ISBN 978-4-87310-005-0(C0042)  在庫:289冊
相対性理論と言えば、時間の遅れとローレンツ収縮、この2つが有名どころであろう。どちらもローレンツ変換式から求めることができ、式の形も同じである。とは言え、時間の遅れについては、双子のパラドクスという問題もあり、少しばかり話はややこしい。ややこしいので、「双子のパラドクスの定量計算」という本を書いた。それに比べてローレンツ収縮の話は単純だ、と思っていたのだが、どうもそう単純ではないということが分かった。それはこんな話を見つけたからである。
今、宇宙船が2台、前後に並んで止まっているとしよう。2台の宇宙船は同時に動き出して、全く同じ加速度で運動をし、同じ速さになるまで加速した。さて問題。この時、宇宙船の間の距離は、止まっている時と比べて縮んでいるだろうか。ローレンツ収縮を知っていると、2台の宇宙船の間の距離はローレンツ収縮して縮んでいるはずだ、と思いたくなる。しかし、それはおかしい。2台の宇宙船は全く同じ運動をしているのだから、宇宙船の間の距離が変わることなどあり得ないからだ。相対性理論が正しいとするなら、この答は1つしかない。宇宙船から見ると、宇宙船の間の距離が伸びているのである。伸びている距離を地球から見るとローレンツ収縮して縮んで見える。つまり、変わっていないとなる。
それが正しいとするなら、宇宙船が加速度運動している間に、宇宙船から見た宇宙船の長さも伸びなければならない。そんなことがあるのか、と考えた時、既にそのような計算をしていたことに気が付いた。一般相対性理論を使った双子のパラドクスの定量計算の本を書いたときに、加速度運動している宇宙船を、その宇宙船から見た時の運動方程式を解いていたのだが、その計算結果が、まさに宇宙船の長さが伸びる、というものだったのである。
ということで、結論としては、副題にも付けているように、高速で移動する宇宙船の長さは、地球から見れば何も変わらないのである。とは言え、これが正しいと断言できる訳ではない。これまでの話は理論上の話であり、現実に起こることなのかどうかは実際に調べてみなければ分からない。誰か実験してくれないだろうか。

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