特別展示室へようこそ

ここは異端の中でも最右翼のトンデモの世界です。

今世紀初頭に発表され今や物理学の分野では聖域となっている相対性理論
最近正誤論争が起きています。

最近になって間違っているという内容の本が出てきています。
その多くは?と思われる内容のものも有ります。
ただ、相対論擁護派の本にも、なんだかなと思われる記述も（光速に非常に近い速度の粒子から出た光が光速だから速度の加法は成り立たない・・・　）あり、一種の宗教論争の観があります。
要するに信じるか信じないかのレベルになっているのです。

興味深く見ていましたが、プラズマによって異空間が発生するという仮説を知って懐疑派に傾いてきました。

太陽風というプラズマに包まれた太陽系をバンアレン帯というプラズマに包まれた地球が公転しているとすれば、太陽系と地球は別の空間として存在しているの可能性が有り
その場合相対性理論は根底から覆ってしまうのではないか。
相対性理論のもとになったマイケルソン・モレーの実験結果も全く別の解釈が可能になる。


左図は装置の概略です。
この装置と同じ地球上の観察者から見ると光路（光の移動距離）は等しいけれど、太陽系宇宙空間の観察者から見ると地球は、公転軌道を速度Ｖで移動していて右の模式図のように進行方向と垂直方向では光路に差が生じるため検出部に干渉縞となって現れるはずでした。

しかし、実際にはどの方向に向けても光路の差は検出されませんでした。
光行差の観測結果からエーテルの存在が否定されました。
そこでこの実験結果から光速度不変の原理や相対性理論が打ち出され空間が速度によって縮む事になったのです。
そして時間も遅れるようになったのです。


この実験の前提条件は図１のように実験装置は地球と同じように太陽系の空間を移動しているものとしている。
もしもこれが図２のように実験装置は箱に囲まれた地球の空間内にあり、地球の空間自体が太陽系を移動しているとすれば、地球が太陽系に対してどんな速度で移動しても光路には全く変化は見られないのではないだろうか。
ただ、図２の場合でも太陽系宇宙空間の観察者から観測すれば図１と全く同じ観測結果となる。


つまり相対性理論は基本的には（様々な実験結果と一致するという点で）正しいけれど実際に空間が縮んだり時間が遅れたりしているかは疑問であると言う事になる。

また最近になって、相対性理論にもほころびが出始めている。

その一つがトンネル効果による超光速現象である。
現在は情報を伝えることはないという見解で相対性理論を危うくさせるものではないといわれているが、本当にそうだろうか。
確かにアナログ変調の場合は、一塊となって情報が失われる可能性も否定できない。
しかし、光のON・OFFで構成されるデジタル信号の場合はどうだろう。

たとえば装置を8セット用意し同時に作動させれば256通りの信号が送れる。
この場合でもやはり情報を伝えた事にはならないのだろうかパソコン内ではこの方法で情報処理を行っているのだが。

今レーザーやマイクロ波で行われているトンネル効果の実験でもし電子などの素粒子で同様の結果が出たらどうだろうか。
この場合『質量を持つどんな物体も光速を超えて加速することは出来ない』という大原則が覆され相対性理論は根底から崩れてしまう。

ただしこの原則もかなり怪しいもので、元となっているのが加速器による素粒子の加速実験で
光速に近付けば近付くほど速度の上昇が鈍ってきて光速付近では殆ど横ばい状態になるという結果から導き出されたものです。

要するに、α=f/m（加速度＝エネルギー／質量）の式で　f（エネルギー）は同じなのに光速に近付いて来るとα（加速度）が小さくなるとすればその分　m（質量）が増加していることになり光速になれば質量は無限大になるということです。

しかしここに根本的な疑問が一つあります。

サイクロトロンでもシンクロトロンでも電磁場によって加速している以上その伝達速度（光速）以上に加速することは出来ないのではないかというものです。

例えば３０km/hしか出ない原付でいくら荷物を引っ張っても３０km/h以上には加速できないでしょう。
だからといって３０km/h近くになるといくら燃料を使っても殆ど加速しないから荷物が重くなったとは思わないでしょう。

一つの考え方として、止まっている時に60km/hで衝突されたときには強い衝撃（加速度）があるが、59km/hで走っているときに60km/hで追突されたときには殆ど衝撃（加速度）は無い。
このように粒子の加速には速度の差分（C－Ｖ）のエネルギーしか使われないと仮定して計算すれば実験結果とほぼ同じような曲線になります。


相対性理論が正ければ素粒子を限りなく光速に近付くまで加速していけば質量が増加し、ある時点でシュバルツシルト半径が素粒子の半径を超えてブラックホールになりサイクロトロン放射がなくなるはずである。

その他のアンチテーゼ

１．高度20ｋｍの上空で発生し、寿命約２マイクロ秒（１００万分の２秒）で崩壊してしまうミュー粒子が光速に近い速度の為寿命が延びて地上まで到達した。

相対論者が良く引き合いに出す時間の遅延の証拠とされているものである。

相対論では寿命も延びるが粒子の長さも進行方向に同じ比率で縮むため結局同じ距離しか進めないはずである。
地上に届くということは時間は実際に延びるが長さは見掛けだけで実際には縮まないことになる。

ミュー粒子は宇宙線が地球の大気と衝突した際に発生するものであるが、本当に２０ｋｍ上空でしか発生しないのだろうか。
そのような宇宙線は地上付近には一切来ないのだろうか。
霧箱や泡箱などで宇宙線の観測をしているがミュー粒子は地上では一切発生していないのだろうか。

これらが全て証明されない限り時間の遅延の証拠には成り得ない。



2．水星の近日点の移動が100年で角度にして574秒（約0.1594度）ほど公転方向に移動していることが観測されているが、
他の惑星の引力の影響を計算しても約43秒（約　0.01194度）の誤差があった。
この誤差を相対性理論で太陽周辺の空間が曲がっているとして計算してぴったり合った。

その後の観測で太陽は自転の影響で扁平になっている事が分かり扁平率から引力の摂動を考慮に入れてニュートン力学で計算し直したところ、誤差は0.5秒（約　0.00014度）になった。
この0.5秒の誤差も太陽風の影響や太陽系の公転運動（天の川銀河の回転運動）の影響で説明がつくのではないか。



3．重力で空間が曲がっているので太陽のすぐ近くを通る光は曲がっているはずであるとアインシュタインが予言して１９１９年の日食のときに1.75秒の曲がりが確認されたという重力レンズ効果と呼ばれるものです。


この光の曲がりは太陽大気圏による屈折ではないのか。
もし太陽・地球間のわずか一天文単位で観測できるほど曲がるのであれば全ての星で重力レンズ効果が観測されるはずである。
太陽は主系列に属する標準的な恒星で、その重力圏は約１０万天文単位（１．５８光年）も有ります。
すなわち太陽を中心にした半径１．５８光年の空間が曲がっているわけです。
図３のように僅か一天文単位では焦点を結ぶことは無い。

しかし一番近い星でも四光年（約２５２，２８８天文単位）以上離れている。

図４のようにほんの僅かな曲がりでも焦点を結ぶはずである。
このように全ての星で重力レンズ効果が観測されてもいいはずである。
ところが現在観測されているのはほんの数個である。




4．西方向と東方向の飛行機に原子時計をそれぞれ搭載し地球を１周させて時間を比較したところ東方向に飛んだ飛行機のほうが２７３ナノ秒（１０億分の２７３秒）遅れていた。


この時間のずれが浦島効果によるものかただ単に時計が遅れたものか区別できるのだろうか。
精密計器の原子時計が飛行機の離着陸の衝撃や飛行中の振動などで狂った可能性はないのか。
飛行機の軌道は円運動であり慣性系である特殊相対性理論の浦島効果が成り立つのか。

最大の問題点は双子のパラドックスをどう回避するのだろう。
双子のパラドックスは双子の弟が地球に残り兄がロケットに乗って遠くの星に行って帰って来た時、
弟は兄が高速で移動しているので兄のほうが歳をとるのが遅いといい、相対論では運動は相対的なものであるから兄は地球が高速で移動しているので弟のほうが歳をとるのが遅いと主張します。
いったいどちらが歳をとっているのかというものです。
この問題については相対論では兄が方向転換をした瞬間に座標系が変わるということでパラドックスを回避しています。

しかしこの原子時計の実験では方向転換は無く完全に相対運動です。

また対称な双子のパラドックスでは両者の運動が対称に見える慣性系（飛行機が離陸した空港）から見て両方の時計の遅れ方が同じであるから再会したとき（地球を1周して同じ空港に着陸したとき）両者の時間経過は同じであるとなっている。
すると時間に差が出たことはどう説明するのだろう。



５.現在運用されているGPS衛星の原子時計に相対論の重力による時間の進みや速度による時間の遅れを考慮に入れて補正をしているからカーナビや巡航ミサイルなどGPSを使用している機器が正常に作動している。


相対論が使われているのは原子時計の補正のみで測位方法などはユークリッド幾何学（ニュートン力学）で行われている。

左の図は単独測位の模式図です。

図５のようにt０で発信した衛星の信号には発信した時刻（ｔ０）が付加されていてアンテナで受信した時刻（ｔ１）との差に光速（C) をかけると衛星とアンテナ間の距離（ℓ）が求められる。
理論上３衛星で位置が測定できるのですが測定器の時計の精度が数桁低く時間にも誤差が含まれている為４つ目の衛星で時間の誤差を修正して精度を上げています。

さらに電離層遅延や大気中の水蒸気濃度の違いによる誤差などが有る為さらに他の衛星からの電波も受信して精度を上げています。
最近のＧＰＳ機器は最大１２衛星の信号を受信して位置測定をしています。

もう一度図５を見て下さい。
衛星から電波が発射された時刻（ｔ０）は地上でも同時刻（ｔ０）として計算されています。
ここではユークリッド幾何の絶対時刻が使われているのです。

相対論では時間も相対なので衛星の時刻（ｔ０）が地上の時刻（ｔ１）と同時刻になります。
これでどうやって距離を測定するのだろうか。

衛星は円に近い楕円軌道を執っている為高度も速度も常に変化していて相対論による時間の進み方の変化は図６のように絶えず変化している。

また相対論では高度や緯度により重力ポテンシャルが違うため時間の進み方が変わる。
地球上のどの地点を基準にして原子時計の補正値を算出したのかは分からないが他の地点では時間の補正が必要になってくる。

さらに巡航ミサイル等のように高速で移動している場合。
衛星毎に相対速度が全て違うため衛星毎に時間補正をしなければならなくなる。

最後に衛星は地上の５ヶ所の基地局で衛星軌道のずれや原子時計の狂いを常に監視されていて軌道情報や原子時計の修正が行われＧＰＳ機器が正常に作動するようになっている。

要するに相対論による原子時計の補正が無くても正常に作動するようなシステムになっているのです。

参考文献