現在2020年3月5日19時02分である。
麻友「一昨日、昨日は、もの凄く、疲れたわ。『数学者が、計算するときの式の立て方の良い例になってるから、見せよう』と、言ってたけど、確かに、数学者が、常人とは違う論理で、数式を立てているのが、分かったわ」
私「まあ、常人と同じだったら、数学者じゃない」
若菜「手品も、見ました。あんな技があるなんて」
結弦「目の前で、お父さんが、変数を入れ替えたと思ったら、もう答えが出てた。マジック以外の何物でもない」
麻友「簡単に、昨日の復習をさせて」
私「絵を見るだけで、思い出せるだろう」
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1399ページと1400ページは、わざと間違った計算をして、数値が合わないことを示し、特殊相対論へ誘導している。
読み取りづらい部分の補足
1を往復したので、系で2秒経ったとき、
系で
秒経ったというのとも違う。
長さも縮んでいるので、やはり、加速させて縮む量を計算しなくてはならない。
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麻友「太郎さんが、
『1を往復したので、系で2秒経ったとき、
系で
秒経ったというのとも違う』
と、書いているじゃない。一体何が、 秒と、違うと言ってるの?」
私「いよいよ、そこだな。まず、 秒、というのは、昨日計算した、時間の伸びだよな。これに対し、この実験をやると、この
秒のはずの時間が、
秒と、観測されるんだ」
若菜「お父さんは、昨日も言ってましたが、 は、本当は、光速度で、
を割った、
なんだと、言ってましたから、
秒
ですよね。改めて、
を、代入すると、
秒
これ、ローレンツ変換の式と言ってたのですよね」
私「そうだ。時間の伸びは、ローレンツ変換のルートの式を掛けたものになる。この場合、伸びる場合なので、割っているが」
結弦「じゃあ、お父さんが、『系で
秒経ったというのとも違う』と、言ってたのは、『実験結果
秒が、計算値
秒、というのとも違う』と、言ってたんだね」
私「まさに、その通りだよ」
麻友「その実験というのは、いつ行われたの?」
私「最も有名なのは、1887年に発表された、マイケルソン-モーリーの実験というものだ」
麻友「19世紀?」
私「まあ、今もう21世紀だからな」
若菜「19世紀の実験から、相対性理論が、導かれるのに、21世紀の私達が、相対性理論を、分かってないなんて、ちょっと、恥ずかしいですね」
結弦「でも、もうゲノム編集もできて、新しい生物だって作れるほど、分子生物学と医学が進んでるのに、新型コロナウイルス(2019-nCoV) ごときで、死者が、3月5日午前2時の段階で、世界中で、3,245人なんて、科学は、何のためにあったのかと言われても、恥ずかしくて申し開きできないんじゃない?」
私「少なくとも、特殊相対性理論では、新型コロナウイルスを、倒せない」
麻友「それでも、太郎さんは、特殊相対論の講義を、続ける」
私「アポロ11号は、月面に着陸した。だが、アポロ13号は、途中で事故を起こす。地球に帰れるかどうかも分からないのに、飛行士達は、
『月の裏側へ来たのは、我々が初めてだ。帰れたときのために、写真を撮っておこう』
などと言って、今なら、スマホにも付いてるデジカメでパシャだが、シャッタースピードや、絞りを調整して、フィルムカメラで、月の裏側の写真なんか、撮っている。帰れたから良いようなものの、無駄になっていたかも知れない。でも、そういう努力の積み重ねで、科学は進んできた」
結弦「いよいよ、4枚目のスキャン原稿」
私「一旦、全部見せよう。前回、全部見せたときの言葉も、一緒に付けてある。これだ。
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1401ページ、1402ページ、1403ページが、この導出の肝。
系と
系は、
,
の点で、
系から見て、同じ速度。
系,
系から見て、
,
は、同時刻。
コノライン上の点は、加速系で同時刻。
最初からそのときまで、ずっと同時刻。
相対論では、同時刻ラインは傾くので、
などとはならない。
双曲線の一般型
Aを通る双曲線
Bを通る双曲線
直線上の点は、同時刻になっている。
の連立方程式から、同時刻な点は、
である。
以上だ。何カ所か、読みづらい字のところを、手で書き加えておいた。
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私「取り敢えず、4枚目から7枚目まで、4枚見せたが、今日は、ここまでに、しておこうか。前回までの、直線だけのときと比べて、遥かに難しくなってくる。明日から、またゆっくり説明する。ひとつ注意しておくべきことは、
『 系で2秒経ったとき、
系で、
秒も経っている』
と、私が、シャーペンで、書いているが、『~も経っている』と、強調しているのは、2秒に対し、 秒 の方が、長いぞという意味である。先に失敗した計算したの、
秒の方が、
秒 より、もっと長い。これは、以前、
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ところが、実際の人間の体などは、加速して速度が速くなるにつれて、時間が遅れてくるにつれ、それに抵抗しようとするかのように、自分の体を縮めて、ほんのちょっと時間を進めようとするんだ。これは、同時刻の点が同じ加速をしていることの結果なんだけどね。
「結局、遅れるの?進むの?」
遅れるんだけどね、モーターボートのときほどたくさんは、遅れないんだ。
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(『相対論への招待(その3)』より)
と、話した相対性理論の難しい部分に、もろに触れる部分なんだ」
麻友「そんな、前のことまで、覚えてるのね。ああ、それくらいでなきゃ、相対性理論の説明上手い、なんて、豪語できないわね」
私「じゃあ、みんな、おやすみ」
若菜・結弦「おやすみなさーい」
麻友「おやすみ」
現在2020年3月5日21時57分である。おしまい。