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はてなキーワード: ローレンツ変換とは
以下、ネタバレ＋不満
ただ、不思議な理論すぎて納得はできない、というのが面白いところなんだけど
大学生工学部レベルの事前知識を前提とした上で講義が展開されるので
大半の人は最初の30分も待たずに脱落したと思われる
相対性理論が生まれた背景を丁寧に説明しているあたりは人によっては分かりやすいのだろうけれど
大半の人は
「アインシュタインはいきなり光速度不変っていうのを思い付きました」
という小学生レベルの知識で光速度不変にすれば特殊相対性理論は導けるのに
わざわざ難解な式やローレンツ変換とかの話を持ち出して難解にしてる
ただ、番組の構成を見た限りだと講師の教授は番組側からそれを指示されてやっているように感じた
1時間目で大学生レベル、2時間目で一般教養レベルという感じで2時間目の方に簡単な内容を持ってきて分かりやすく説明していた
ただ、そもそもの「距離＝速さ×時間」だ、というところから導出していないので
結局は良く分からない宇宙語の世界、みたいな感じになってしまっていて
相対性理論に対してサンシャイン池崎だけではなく視聴者にも難解なイメージを持たせてしまっている
E=mc^2の導出過程はさておき、その式のもつ意味をサンシャイン池崎は最後まで理解できていなかったように見える
としつこく言っていたが、その意味を理解できていないし、あの説明だと理解はできない
「質量を減らそうと何かを燃やしたところで灰や煙になって質量はほとんど変わっていない」
みたいな説明を加えておいて、質量をそのままエネルギーにする方法として核分裂とか核融合っていうのが編み出された、みたいな話にした方が良かった
そうすると対消滅みたいな話もできるし、仮にサンシャイン池崎の体を対消滅させたらどうなるか、みたいな話もできて面白かったと思う
最後にアイドルの女性にサンシャイン池崎が3分で説明する、というのが番組の趣旨だったのだが
サンシャイン池崎も言っていたように
「そんなのアインシュタインでも無理」
である（かなり頑張っていたけど）
とはいえサンシャイン池崎も準備を整えていざ説明、となったのだが
肝心のアイドル女性は登場せず、パネルが持ち込まれてそこに向かって3分間喋り続けることになった
さんざん引っ張っておいて最後コレかよ！という怒りというか呆れというか、かなり時間の無駄を感じてしまった
アイドル女性のスケジュールの都合、などと番組側は説明していたが
番組の冒頭ではアイドル女性が登場していたので、だったらそれより2時間前にサンシャイン池崎を呼び出して講義をすれば良かっただけなのだ
つまり番組側はアイドル女性に相対性理論を教えよう、などとは微塵も思っていないし
そもそも相対性理論を教えることなど無理、と考えていたのだろう（なので3分しかない）
「最後にサンシャインに『無理！難しい！』って言わせて終わり」
こういう構成というか演出の前提があったにも関わらず、登壇した教授は非常に分かりやすく献身的に講義をしてくれたと思うのだが
やはり全体の構成を覆せるほどではなかった
「細かいところはさておき、特殊相対性理論なら小学生でも数式レベルで理解できる」
ということを分かっていると思う
そして理解した上で時間が伸び縮みしたり距離が伸び縮みしたり同時の相対性が起きたりなどいろんな現象が起きる不思議なことを伝えて
それを踏まえてSFを楽しもう、という話にも出来るのだ
それを「相対性理論なんて難しすぎてどうせ無理」という前提を置いて番組を構成するとこうなってしまう
NHKはもっと簡単に相対性理論を教えている番組があるのに非常にもったいないと感じた
いや、酷かった マジで
「通常の時間の流れに支配されているとき時間は実数である」の対偶は当然ながら「時間が実数以外の複素数のとき通常の時間の流れに支配されない」であるが、その通常ではない時間の流れとはどんなものかを考えようにも、垂直抗力の例と違って体験することができないから、これ以上の具体化をするのに行き詰ってるんだろう。
に対する
虚時間で考えればミンコフスキー時空を4次元のユークリッド空間のように扱え、
というレス
「どこにも行き詰まる点など無い」と、わざわざ相手の表現をなぞってしかも「など」という言い方をしてるところに棘がある。
こういうぶっきらぼうないちいち癇に障る言い方してくるのはわざとなのか天然なのか。
これは正しいけど、なんで、このことから
まず、地球と月が静止している座標系で考えると、
(2) (1)の0.1秒後に、光が地球を出発。
(3) (1)の1/0.99秒後 ≒ 1.01秒後に、宇宙船が月に到着。
(このあと宇宙船はそのままの速度で飛び続けるとする)
(4) (1)の1.1秒後に、光が月に到着(して通過していく)。
(5) (1)の10秒後に、地球から9.9光秒の位置で、光が宇宙船を追い抜く。
となり、宇宙船が先に月に着くので「青」
(地球(および宇宙船から)月までの距離は、約0.141光秒 (1.0×√(1-0.99^2)光秒)
(1)宇宙船が地球を出発。(ただし宇宙船基準なので、宇宙船の方が止まっていて、月(と地球)が光速の99%で動いている)
(2) (1)の約0.142秒後 (1/0.99×√(1-0.99^2)) に宇宙船が月に到着(して通過)。
(3) (1)の約0.71秒後 (0.1 / √(1-0.99^2)) に光が地球を出発。
(4) (1)の約0.78秒後 ( (1.1-0.99)/√(1-0.99^2)) に光が月を通過。
(5) (1)の約71秒後 (10 / √(1-0.99^2) に光が宇宙船を追い抜く。(もちろんこのとき宇宙船座標での光の速度は「光速度」)
となって、やはり宇宙船が先に月に着くので「青」
(ローレンツ変換の計算のミスで具体的な数値が間違っているかもしれないけど、そこは大目に見てほしい)
相対論の解説でよく「時計が遅れる」とか「長さが短くなる」ことが強調されやすいけど、
ことが重要。
「同時性」をきちんと考えずに、「動いていると時間は遅れて、長さは短くなる」「光の速さは一定」みたいな文言だけから相対論の帰結を導こうとすると、だいたいどこかで破綻する。
増田がそう思うのは、僕らがこの世界を３次元ユークリッド空間と認識しているからだろうね。
実は両目に映っているのは２次元の画像なのだけれども、その視差を利用して３次元であると認識しているらしい。
僕らの脳はずいぶん高度なことをやっているのだ。
ところで、どうやらこの世界は少なくとも特殊相対論においては 空間３次元＋時間１次元 の４次元空間（ミンコフスキー空間）だということがわかっている。（量子化された一般相対論によるともっと高次元のようだけれどもここでは置いておく）
それなのに僕らはガリレイ変換を自然だと考え、ローレンツ変換を不思議に思う。（電車から外を見て、木が動いていると感じる人はいないだろう。一方でローレンツ収縮を僕らは不思議に感じる）
これはどういうことだろうか？
産まれてから爆発的に増えたニューロンはあるときから急激に減りはじめ、５歳くらいで落ち着くそうだ。
幼児期に聞き分けられた r の音が、日本人はある年齢になると聞き取れなくなることで有名だね。
動物を使った実験で、産まれてすぐの赤ちゃんに目隠しをしていると永遠に視力が失われることが知られている。
人間を使った実験はないが、幼児に眼帯をしているとやはり視力が失われることが知られている（ただし、その後のトレーニングで回復可能）
（３Dテレビは５歳以下の幼児には見せないでというのはこの辺りに起因する）
もしかしたら、僕らがこの世界を４次元ミンコフスキー空間と知覚出来ないのは
日本人が r の発音を聞き取りにくいのと似ているのかもしれない。
重力の最も重要な性質の１つは、重力は光と同じ速さですすむ波でありながら物資をすり抜けてすすむことができることです。
重力なので、なんでもすり抜けるのは当たり前と思うかもしれないですが、
光も波でありますが電磁波の一種なので、なんでもすり抜けるわけではありません。
でも、例えば地球の重力はどこにいても一緒。どこに隠れたって必ずそのままうける。
「重力は波でありそれは光と同じ速さで伝わる（重力波）」というのは同じくアインシュタインが発見した「光が誰がどのような状況でみても必ず一定の速さになる（光速不変の原理）」ということと同じくらいの超重要な宇宙全体の法則で、
それまではニュートンが「重力は瞬時に伝わる」と言ってて、それを誰も疑ってなかった。当時の誰もが疑うことすら思いつかないくらいそれは当然だと思ってたと思う。
重力波も光速不変の原理のどちらもアインシュタイン以前は誰ひとりとしてそんな主張すらしてなかったし、理論のカケラすらなかった。
敢えて言うならローレンツ変換くらいだけど、ローレンツは「光の速さに近づくと物質が縮む」って言ってたわけだからね。
でも、アインシュタインは「ローレンツは物質が縮むとか言ってるけど、それ空間そのものが縮んでるんだよ（特殊相対性理論）」って言いはじめて、既存の理論を駆使して理論的に完璧に証明してしまった。そのついでに重力波まで発見し（一般相対性理論）、ニュートンが「重力は瞬時に伝わる」って言ってたのを撃殺。超絶すぎる。天才と言われる所以はそこにある。
さらに、今回の実験装置が萌える。何が萌えかって、重力波を観測したその実験装置が、アインシュタインが「光は誰からもみても必ず一定の速さになる」っていう着想を得たマイケルソンの干渉計とほぼ一緒の仕組み。
もちろん今回の場合は、まさに天文学的な精度の担保が必要なんだけど、それはお金の問題。
マイケルソンの干渉計の仕組みそのものはもの凄い単純で、高校で物理やってたら必ず習う。
それでめっちゃ完璧な装置じゃんって感心するんだけど、さらにおもしろいことに、もともとは光を伝える物質（エーテル）の存在を証明しようとした装置なのに、
むしろそんなものがないことがわかって、当時の科学者たちが「結果何も起こらなかった」ってションボリするんだけど、
その実験結果をアインシュタインが「それ光は誰からもみても必ず一定の速さになるからだろ」って、当時で言うとコペルニクス的転回をおこなって、
そんなもんだから、もう今回の件はあらゆるところにアインシュタインが出てきて堪んないわけですよ。神ってこういうのをいうんじゃないの？
ああ話し出すととまんないよ。物理勉強しといてよかった。いや人間に生まれてよかった。
映画インターステラーで主人公は若いままなのに、地球の人たちどんどん年を取って行ったでしょ。
こういうとき、同時刻の基準を決めとかないと何がなんだかよくわからないのね。
同時刻の基準が変えるというのは どこからが過去で、どこからが未来なのかが変わるということなので
そう言う意味で「過去・現在・未来という考え方は幻想にすぎない」といったのかもね
これは何の事やろ？相対論に関して言うと「時間と空間は混じり合って変換するのでわけられない」かな
電場動かすと磁場になったり、磁場を動かすと電場になったり、電場と磁場って表裏一体なのね。
増田が走ったり止まったりすると電場が磁場に見えたり磁場が電場になったりするわけね
ローレンツ変換っていうんだけど
増田が走ったり止まったりすると時間が空間になったり、空間が時間になったりするのね。
もう一個追記
物理分野では正しく物理が記述できればなんでも OK! OK! なので
時間を虚数にしたり、新しい時間もいっこ入れたり、次元一個落としたりとか結構やるので
増田はなんかむつかしいの読んだのかもしれんね わかんないけど
物理屋さんにとっては宗教用語って中二かっこ良かったりするんよ
みたいな。急に思いつかないけどけっこうあるよ
みんなたぶん、本来の宗教用語の意味をよくわかってないでノリで付けてると思うわ
なんかごめんね
