AEさんの手鏡に、顔は映るのかな? (時間変数定義の拡張案)

 
イメージ 1
光時計の中では、光子が一個、単振動すると考えやすいモデルになるが、光を光源から同心円状に電磁波が広がるモデルを考えると、電磁波の挙動が、どのように変化するのか、とたんにわからなくなる課題があるように思える。
 
{追記:
テレビ番組 ETV 「100分で名著:アインシュタイン 相対性理論」で、説明されたこの光時計の時刻t の考え方に、論理ミスがあることがわかりました。
 
課題:
静止した慣性系:Aから、等速直線運動をする慣性系:Bは、それぞれ相対的に異なるペースで時刻を刻んでいるのに、この図での時刻tは、静止した慣性系:Aから、移動する慣性系:Bの光時計を見た相対時間をt[s]で表現されており、それぞれの慣性系の異なる時刻の相対関係が、数式で表現できていない課題があることが判明しました。
 (慣性系:A,慣性系:Bは、それぞれの観測者の立場は平等で、どちらの慣性系に属するかで、どちらの位置でも、自分が静止し、相手の系が動くと見える。
このため、絶対的な静止した位置は、結局は定まらない。
慣性系:Bの時刻変数も、計算式から漏れていた。どちらの系の時刻も、相対的時刻として Ta, Tb のように表現する必要があった。)
 
一方、1991年ごろ放送されたらしい特集番組「アインシュタイン ロマン」では、計算式の説明はほぼ無く、概説も三平方の定理による「時刻の遅れ」、「ローレンツ収縮」も説明もできなかったので、「取材」という手法で専門家から聞いた話を、受け売りで、取材者が理解できた範囲で限定して説明すると、どうしても、学問としての理解は困難になり、オリジナル理論からかなり劣化した理論になってしまうように思いました。
 
市販の科学雑誌にも同じ問題が長年続いてきているので、「取材」または「コピペまたは切り貼り編集」は、学習や仕事の仕方として改善すべき考え方があるように感じます。}
 
イメージ 2
 
小惑星から見た光の移動距離」=Ct, 「宇宙船の移動距離」=Vt,
と置く。
通常はC^2+(Vt)^2=(Ct)^2 が成立。
 
境界条件 V:=C で困った事象が発生する。
Ct=Vtで二等辺三角形幾何学関係になるので、直角三角形の形が形成できない。
 
このため、三平方の定理が成り立たないので、通常の上式が使えなくなる。
 
上の事象は、物理的現象としては、光時計の上の鏡には、時刻tがどんなに大きくなり時間が経過しても、光が届かず、光時計は全く時を刻まず、時刻が停止している、と外部の観測者からは見える
・・・このように考えられる。
 
手鏡を持ったAEさんが、光速度に達すると、外部の観測者から見た手鏡には、いくら時間がたっても、AEさんの顔は、手鏡に映らない、ということになる。
これはAEさんから見る、手鏡に顔が映る事と、矛盾を起こす説明になる。
 
追記:
宇宙船内に、光時計を横倒しに置くと、外部の観測者からは、縦に置いた光時計と、
横に置いた光時計では、同一宇宙船内の同一座標であるにもかかわらず、
両者の光時計は、異なる時刻を刻むことに気づいた。
 
すなわち、前述のように、縦に置いた光時計は、宇宙船が速く移動するほど、
時刻が遅くなって進むのに、横に置いた光時計は、ロケットの進行方向に対し、
光時計の長さが縮むように見えるので、時間が逆に速く進む。
宇宙船が光速に達すると、外部からは、横向きの光時計は、長さが0に
縮む収束をするので、時間の経過は無限に速くなる。
 
困ったことに、宇宙船を見る外部の観測者の視点では、宇宙船を見る方向によって
時間の進み方が変化して見え、宇宙船の形状もひどく変形して見えてしまう。
 
イメージ 3
 
この問題の解決策(案):
光時計の縦方向の軸に時計の目盛りをつけると、この時計は時刻が止まったように進まなくなってしまう。これでは困る。
そこで、光時計の90度ずれた横方向にも時間軸を拡張し時刻変数 t [S]を2次元変数(複素数等)に拡張すると、90度ずれた時刻軸方向では、時間が進んでいくようにできる。なんちゃって。