特殊相対論、ホーキング放射、ダークマター、ブラックホールなど

・時間について特殊相対論からの考察
・プランクスケールの原始ブラックホールがダークマターの正体であるという主張
 

閑話休題・棒の時間を使ったガリレイ変換について

2024-08-19 01:24:56 | 日記

棒の時間を使って変換することはガリレイ変換を行うことと同等である事の再確認です。

ただしこの場合に使う棒の時間は「ガリレイ変換用の棒の時間」となります。

 

さてそれで物体mが左から右に静止系に対して速度0.8Cで動いています。

それを左から右に静止系に対して速度0.6Cで動く慣性系Kから観測する事を考えます。

静止系時間で0秒で静止系原点、K系原点、物体mが同じ場所にいました。

で1秒後にどうなっているか、それをまずは考えます。

物体mは距離0.8Cの所まで移動しました。

慣性系Kは距離0.6Cの所まで移動しました。

そうであれば慣性系Kの原点から物体mまでの距離は

0.8Cー0.6C=0.2C です。

それでこの物体mを慣性系Kはどのように観測するのか?という事になります。

慣性系Kの原点から物体mまでの距離は0.2Cですが慣性系Kの棒=物差しの長さは移動する事では変化しません。

従って慣性系Kの原点に立つ観測者は「物体mまでの距離は0.2Cだ」と見ます。

これが棒の長さになります。

 

さて次に静止系時間で1秒経過でした。

そうであれば慣性系Kの原点時間でも1秒経過です。

これはガリレイ変換では棒の原点の時間は静止系の原点の時間に対して変化しないからです。

そうして長さ0.2Cの棒が速度0.6Cで右に動いていますがその棒の先端の時刻は棒の原点時刻に対して遅れる事はありません。

これは静止系で成立していた時間軸が「ニュートンの時間(NT)」である事は前述しましたが、ガリレイ変換では変換後の時間軸も「ニュートンの時間(NT)」のままである事によります。

従って長さ0.2Cの棒の先端に立つ観測者は「物体mは1秒で距離0.2Cを動いた」と報告する事になります。

1.0-0=1.0秒だからですね。

 

さて以上で静止系座標で(t、x)=(1秒、0.8C)の点が0.6Cで動いている慣性系Kの座標(t’、x’)=(1秒、0.2C)に「棒の時間を使って変換できた」事になります。

そうして上記で示した様に「ガリレイ変換で使う棒は短縮する事はなく、そうしてまた棒の原点にある時計の時刻は静止系の時間に対して遅れず、棒の先端にある時計の時刻も棒の原点にある時計に対してずれる事はない」のです。

それで上記の変換結果はガリレイ変換

x’=x-v*t

t’=t

を使った場合と同等になっています。

x’=x-v*t=0.8-0.6*1=0.2

t’=t=1

だからですね。

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