gyoのSF界、光6
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光行差

地球は太陽の周りを公転しています。この公転面に対して垂直な方向にある恒星の光を観測します。この位置にある恒星の光は、地球の進行速度に応じて、前方に移動したように観測されます。

      ☆恒星




      A
    _←○__
 _−−     −−_
<_    ☆太陽  _>
  −−__ __−− 地球の公転軌道
      ○→
      B
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
地球がAのように左方向へ |地球がBのように右方向へ
移動していると、真上の恒 |移動していると、真上の恒
星は、地球の進行方向前方 |星は、地球の進行方向前方
に少し移動した位置に観測 |に少し移動した位置に観測
されます。        |されます。
   恒星☆|      |      |☆恒星
      |      |      |
      |      |      |
      |      |      |
      |      |      |
      |      |      |
     ←○      |      ○→
      地球     |      地球

科学者(?)さんは、この光行差現象を次のように細長い筒で恒星を覗いた図で説明しています。

  ☆恒星       |   ☆恒星
  |         |   |
  |恒星からの光   |   |恒星からの光
  ↓         |   ↓
  // /         |  |/ |
 // /細長い筒     |  | |細長い筒
 // /          |  | |
// /          |  | |
○観測者        |   ○観測者
→右方向へ移動している |   →右方向へ移動している

地球は移動しているので、細長い筒を進行方向へ傾けないと、
真上にある恒星の光は、細長い筒を通り観測者に届かなくなる。

これは、光行差を分かりやすく説明しています。しかし、なぜ恒星からの光が進行方向へ移動したように観測されるのかを解明していません。

次のような説明もあります。無風状態で雨が降っています。この中を電車が走っています。雨は真っ直ぐに落ちてきます。しかし電車の窓には、雨粒が進行速度に応じて斜めに伝い落ちていきます。この時の電車の進行速度が地球の公転速度に相当します。真っ直ぐに降る雨が、恒星からの光に相当します。雨が窓に斜めの軌跡を描くのが光行差に相当します。

|||||||||||真っ直ぐに降る雨
|||||||||||
| ______ ||      ______
|| 電車   | |     |//////|
||_______>      |_______>
  ○○  ○○         ○○  ○○
    → 電車が進む方向    電車の窓に残る雨の軌跡

この説明は、うまくできていますが、光行差が起きる仕組みには言及していません。

それではここで、科学者(?)さんには無視された、gyoの光行差の説明を始めます。

真上の恒星から光の球面波が、地球の観測者に降り注ぎます。11111の光の球面波の次には22222の光の球面波が観測者に降り注ぐのです。そして観測者は左から右方向へ地球の公転速度で移動しています。

1     2     3     4     5 時間の経過
55555|66666|77777|88888|99999|
44444|55555|66666|77777|88888|
33333|44444|55555|66666|77777|
22222|33333|44444|55555|66666|
11111|22222|33333|44444|55555|
○→   | ○→  |  ○→ |   ○→|   →○|
観測者  | 観測者 |  観測者|  観測者|  観測者|

観測者は、光の球面波の中を移動します。
このため球面波を受ける場所も移動します。

|5555○|  観測者は、光の球面波を○の位置で受けます。
|444○4|  時間の流れに従って、左下で1を受け、順に
|33○33|  右上の5の方向に、光の球面波を受けます。
|2○222|
|○1111|

|\   ○|  ○の方向に対して垂直な面を考えてください。
| \ ○ |  左図の\で表された面を、観測者は光が来る
|  ×  |  平面として感知するのです。光は右上から左
| ○ \ |  下に向かって進んでいるように観測できます。
|○   \|

|4 5 6  |  そして観測者は、左図のように進行方向
| 4 5 ○ |  の前方から恒星の光が来るかのように観
|3 4 ○ 6|  測されるのです。
| 3 ○ 5 |
|2 ○ 4 5|
| ○ 3 4 |
|○ 2 3 4|

ところで、gyoがなぜここに光行差のことを書くかと言えば、地球がエーテルを引きずっていれば、光行差は起きないと言う科学者(?)さんがいられるからです。gyoはこの説に説得され一度は同調したのです。でもよく考えたら、gyoの考えていることの方が正しいと、今では確信できます。つまり、地球がエーテルを引きずっていても光行差現象は観測できると確信しています。

エーテルを地球が引きずっていれば光行差が起きない仕組みを、gyoは一生懸命考えました。科学者(?)さんには、これは既知のこととして再考する気持ちはないようでした。きいても説明してくれませんでした。そこで自分なりに、ない知恵を絞って考えました。

エーテルという川が流れています。川の向こうから光という名の水陸両用車が一定速度で走ってきます。川のこちらを地球という私が、川の流れと同じ速度で歩いています。この状況で、水陸両用車が私にぶつかるにはどのような状況が必要かを考えました。この場合でも、真上の光は、進行方向に対して少し前方斜め上から私に届くことになります。

  1      2      3      4      5      6 時間の経過
光 stuvwx|//////|//////|//////|//////|//////
  mnopqr|tuvwx/|//////|//////|//////|//////
  ghijkl|nopqr/|uvwx//|//////|//////|//////
川→ABCDEF|hijklF|opqrEF|vwxDEF|ABCDEF|ABCDEF
川→ABCDEF|ABCDEF|hijklF|opqrEF|vwxDEF|ABCDEF
川→ABCDEF|ABCDEF|ABCDEF|hijklF|opqrEF|vwxDEF
私→  ○   |  ○   |  ○   |  ○   |  ○   |  ○

川は私と同じ動きをしています。共に左から右へ移動しています。
今、私を基準にして上の図を書きました。ですから私と川は各区画の画面内を動かない表記になります。
逆に恒星からの光は、地球のエーテルに届くまでは右から左へと移動する表記になります。
川に光が届いた後は、川や私と同じように、上の図では左右の動きがなくなり、私に近づいてきます。
このため私に届く光はjqxの位置の光が順に届きます。

stuvwx   stuvw○
mnopqr   mnop○r
ghijkl   ghi○kl

これは、恒星の光行差は、地球が引きずるエーテルに届く前に完成されていることを示しています。
地球がエーテルを引きずっていても、真上の恒星は地球の進行方向へ移動しているように見えるのです。

このように考えると、地球がエーテルを引きずっていても、光行差は起きるのです。この考えに間違いがなければ、光行差は光速不変を支持できなくなります。

地球に引きずられるエーテルが存在しても良いことになりました。

エーテルは光の波を伝える媒質です。この光の媒質が地球の近くでは、地球の動きと同じ動きをしています。これは、地表や地球の人工衛星軌道くらいまでは、エーテルの風が吹かないことを意味しています。

エーテルの風が吹いているとすれば、マイケルソン・モーレーの実験装置で、光の干渉に変化が観測されるはずでした。しかし実際には光の干渉に変化は観測されませんでした。これは地球がどの方向に移動していても、あらゆる方向から来る光は、いつも一定速度で伝わることを意味しています。これは光の媒質であるエーテルが、地表やその近くでは、地球の動きとずれることがないためです。

これは、地球がエーテルを引きずっているために、地表やその付近で起きる現象です。木星の衛星の食を観測すれば、光速不変は成立しないことが明らかになるかもしれません。もっとも観測装置の精度が、光速変化を検出できるほど精密な物を作らなければなりません。木星の衛星から光速度を検出する方法をgyoは知りません。ですから木星による光速度測定についてgyoはこれ以上は書けません。

この光行差の考えが認められるとしたら、相対性理論の基本的支柱である光速不変が否定される可能性があります。

光7へ続きます。

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