相対性理論の大前提は間違っていませんか？

質問

最近、相対性原理が出来た元となった「光の到達時間は観測系の動きによらず同じである」と言う観測結果に誤りがあったのではないかと思う様になりました。
どこが間違っているか指摘して頂けませんか？

回答No.6

Nakay702

質問者の補足を拝見しました。
＞１．宇宙の膨張論に関しては、「質量の無い3次元空間は重力の影響を受けない」に同意出来ますか？ それとも「重力で歪む」と考えていますか？ 『重力で歪む』と考えているなら、他人の言葉ではなく、あなたの証拠を見せて下さい。私は自分で証拠を見ない限り人の言う事は信じません。自分で検証できない事を信じるのは『神は存在する』と信じる信仰者と同じと思っています。
⇒重力は距離の二乗に反比例して減衰しますが、影響は無限遠まで及びます。「及ぶとされています」が、自分では検証できません。古今の遺産である膨大な人類の英知、ほとんどが検証不能のまま孫引きです。その意味では、仰せのとおり、多くの知見をただ信仰しています。「太陽の下新しいものはない」の言うとおり、すべて先人からの借用です。せいぜい、「間テキスト性」という付加価値を添えることができないか、ということに腐心することがあるくらいです。

＞２．ビッグバンは「星と星の間の間隔が離れてい行く現象」と思いますか？それならあり得ますね。超新星爆発とか。 それとも「星を入れている宇宙空間と言う容器の一部か全部が拡大する事』と思っていますか？そう思うなら、『宇宙が膨張しているので私自身も膨張している。物差しも周りの皆も膨張しているので気付かないだけ」でしょうか？私はそんな世界には住みたくないですね。
⇒天文学で「宇宙空間が膨張する」と言うとき、その宇宙空間とは、宇宙の大構造における「ボイド」と呼ばれる、広大で冷たく、ほぼ真空に近い空間部分のことをいいます。宇宙全体が均等に膨張するのでなく、宇宙の一部（ボイド）が拡張し、別の部分（銀河・銀河群・銀河団などの間）は逆に縮むとされています。そして、銀河それ自体やその内部は膨張も縮小もしません。
例えば、幅10cm間隔の格子模様の一角に体長１cmのアリがいる場面を想定してください。もし、格子の幅が20cmに伸びたとすれば、そのときアリの体長が２cmになるなら、普通に想像されるのと同じ膨張（風船を膨らますと表面の絵も伸びる）ということになりますが、実はそうなりません。格子幅が20cmになっても、アリの体長は依然１cmのままなのです。この大宇宙では、銀河の単位までがそのアリと同じで、宇宙が膨張しても銀河自体は膨らんだりしません。ということは、銀河同士は互いに近づき合い、大銀河団やその繋がりのグレートウオールは次第に密集していく一方、何もないような空間部分は逆に拡散していく、というのが膨張宇宙の実像とされています。このことは、https://okwave.jp/qa/q10157712.htmlでも言及しました。

＞３．インフレーションを実際に見た人はいるのでしょうか？観測データだけでは、色んな数学モデルを作る事が出来ます。典型的な例が天動説です。1500年間真実として信じられ続けました。
⇒天文学関係の理論は、ほとんどの仮説が「見聞録」ではありません。学問分野の性質上、実地検分は不可能ですので、その多くがextrapolation（外挿法）で推定します。多くの場合、先行理論の矛盾点を克服するように仮説立てしますので、通常、時系列上現代に近いほど信憑性が高いと実感しています。

＞４．ビッグバンのシミュレーション報告は、相対性理論にもとづいて超新星爆発の様なものをシミュレーションしている様に見えます。何もない所から物質やエネルギーが出てくるなら、レーザー核融合で途方もないエネルギーを加えてその何分の1かのエネルギーを得ている現在の実験はなんと無駄な事をやっているのでしょうか？相対性理論が当てはまらないので、それだけ苦労しているのではないでしょうか？
⇒ビッグバンと超新星爆発とは、似た面はあるかも知れませんが、規模が違いますね。加速器での実験を無駄と思うとのこと、個人の自由ですから逆らいませんが、私は無駄とは思いません。事実、スイスのCERNといい、筑波の施設といい、加速器での実験がいろいろな成果を挙げています。

＞５．ブラックホールの中では『空間が曲がっている』とお考えですか？何故、何もない空間を重力は曲げられるのでしょうか？重力が空間を曲げているとしか説明のつかない現象を知っていますか？ これまで聞いてきたその手の現象は全て他の単純な理由で説明出来ると思っています。それが正しいと思う根拠は、『どっちがより単純で美しいか？』で判断しています。
⇒重力は、距離の二乗に反比例して減衰しますが、極微なりと無限遠まで伝播します。『どっちがより単純で美しいか？』は重要な基準だと思いますが、それに先行して必要なことは、共通問題における既存の仮説に対する反証でしょう。それなしに、ただ自説を主張するだけでは、（例えば、学会誌などでは）一顧だにされないかも知れません。

＞６．時計が数億分の１秒遅れたと言う実験にはすべての要素が考慮されていましたか？たとえば、時間を知らせる電波の速度、時計の時間を表示する装置の処理速度、飛行機の速度、地球の自転速度、公転速度、太陽系の運動速度、銀河系の運動速度、もっと大きな宇宙の運動速度も影響をあたえたかも知れません。どこまで確認しましたか？
⇒実験の詳細は知りませんが、同じ地球の引力圏内での実験ということで、少なくとも「地球の自転速度、公転速度、太陽系の運動速度、銀河系の運動速度、もっと大きな宇宙の運動速度」などは地上もジェット機も共有する事項でしょう。

＞７．未だ『双子のパラドックスはこの世で起こりうる」と信じていますか？『相対性理論は現実世界を説明している』と信じているのですね。 私は相対性理論が正しくないとは言っていません。『我々の住んでいるこの世界とは別の仮想世界で必要な理論』と思っているだけです。
⇒極限値を考慮に入れるか、入れないかの違いでしょう。ニュートン力学と相対性理論の違いはそこにあると思います。単純に図式化しますが、具体的には、現実の３次元世界だけを考察対象にしているのがニュートン力学で、時間と空間の関係も取り込んだ４次元世界について思考実験するのが相対性理論だと言えます。したがって、日常生活の感覚では、ニュートン力学の所説の方が実感しやすく、相対性理論の方は小難しく（さらには、訝しくさえ）感じることがあるのではないでしょうか。

回答No.5

Nakay702

（回答　その２）
＞もし銀河系が速度G=550(Km/s)で膨張しているならば、銀河系の内の星間距離が次第に大きくなっているのが観測出来ると思いますが、そのような報告を聞いた事は有りません。
⇒膨張しているのは「宇宙の泡構造」のボイド部分で、銀河系内は全然膨張しません。もう少し詳しく言えば、《天文学上「宇宙空間が膨張する」と言うとき、その宇宙空間とは、宇宙の大構造における「ボイド」と呼ばれる、広大で冷たく、ほぼ真空に近い空間部分のことをいいます。宇宙全体が均等に膨張するのでなく、宇宙の一部（ボイド）が拡張し、別の部分（銀河・銀河群・銀河団などの間）は逆に縮むのです。ただし、銀河それ自体やその内部までもが縮むということではありません。》これが、現代天文学の言う「宇宙膨張」の実態です。

＞現在の宇宙論では観測可能な最も遠い恒星までの距離が138億光年なので宇宙のサイズは138億光年で、この事より138億年前にBigBangで宇宙が始まる以前に宇宙は存在しなかったと言われていますが、それより遠くからの光は単に減衰して見えないだけで、「宇宙のサイズは無限大であり、138億年以前にも宇宙は存在しており、現在宇宙は膨張していない」と考える方が自然です。
⇒「BigBangで宇宙が始まる以前に宇宙は存在しなかった」と言われてはいないと思います。なぜなら、《ある種の位相差によって「インフレーション」が起って、幾つもの母宇宙が生まれ、その１つがBig Bangを起こして我々の宇宙が開闢した》（佐藤勝彦他の「インフレーション理論」）というのがほぼ定説になっていますし、かなり信憑性があるように思われます。さらに、我々の宇宙は、加速膨張していることのみならず、「断熱膨張」であることも定説になっていますよね。あなたの「宇宙のサイズは無限大であり、138億年以前にも宇宙は存在しており、現在宇宙は膨張していない」とのお説はどんな根拠に基づいているのでしょうか。ただし、現代天文学でも、いわゆるプランク時間より前のことは「特異点」とされていて、分からないそうです。ちなみに、プランク時間後についてはBig Bangシミュレーション報告があります。一部引用しておきます。

【全米スパコン応用センター長ラリー・スマーのビッグバン・シミュレーション報告
Ⅰ開闢：①ビッグバンの瞬間から10の－36乗秒後、温度は百兆度の百兆倍。大きさ１cm2。クオークと反クオークとが衝突すると二個のフォトンができ、二個のフォトン同士が衝突するとクオークと反クオークの対ができる。②10の－34乗秒後、温度は十兆度の百兆倍。もはやフォトン同士が衝突してもクオークは生まれない。クオークと反クオークとの衝突によってフォトンは生まれ続けるが、クオークと反クオークとが衝突するとフォトンは生まれ続けるが、クオークが反クオークよりも多いので、クオークが残り、物質の元になる。③10の－5乗秒後、温度は一兆度。クオークから陽子や中性子ができる。④三分後。温度は十億度。陽子や中性子が合体して水素やヘリウムの原子核ができる。
Ⅱ 宇宙の晴れ上がり：ビッグバンから十万年後。温度は四千度。電子が原子核に取り込まれて水素やヘリウムができる。それまで進路を妨害されていたフォトンが自由に飛び回るようになり、宇宙が膨張する。
Ⅲ 銀河の形成：ビッグバンの十億年後くらいから銀河がつくられる。銀河は初めガス状で、回転しながら集まって中心（ブラックホールなどの高質量域）が形成される。たくさんの銀河ができて、互いに拡散し続ける。各銀河は互いに引力を及ぼし合いながら運動を続け、次第に「泡構造、ないし蜂の巣」状に分布していく。交点に当たるところでは強大なブラックホールができ、グレート・アトラクターとなって周辺銀河を吸収する。現在、我々の銀河は乙女座方向のグレート・アトラクターに引き寄せられて、秒速六百kmで接近しているという。】

＞「質量を持たない空間や光は重力の影響を受けないので曲がらず」、「ブラックホールが暗いのは単に温度が低く光を出してない為」で「恒星が一瞬明るくなるのは重力レンズではなく、前を通る暗い惑星の大気のレンズ効果又は星の縁で起こる光の回折効果で光が集光される為」と考える方が自然と思われます。
⇒ブラックホールは高温域です。光を出さない理由は、極大重力が空間を最大限に歪ませ、閉じ込めるからであると考えられます。重力レンズは、その歪んだ空間がレンズ効果を生むわけです。あたかも、それは丸い形の氷がレンズ効果で集光するのと似ています。

＞現代科学の見直し
⇒数々の仮説を拝見しましたが、説得力がいまいちと感じました。内挿的・外挿的な推論と論証が伴えば面白い立論になるかもしれませんので、その意味では期待します。

＞相対性理論が不要になると、それに基づいてこれまでの100年間に作られた現代物理学や、天文学、量子力学までもが見直しの必要性に迫られるのではないでしょうか。地動説は受け入れられるまでに100年を要しました。現代科学の見直しにも同程度の時間が掛かるかも知れません。
⇒相対性理論でいう時間の遅れについて：同一重力場・同一慣性系内にあって、静止している者の視点から動いている者を見た場合に、動いている者の時間が遅れるように見えるということですね。事実、以前、実証実験が行われたことがあります。超高速ジェット機を長時間飛ばして、そこに設定した時計と地上の時計の進みを比べたのです。地上の時計に対してジェット機内の時計が数億分に１秒遅れた、という報告がありました。つまり、同じ系内で静止している者と動いている者にとっては時間の進み方が違ってくる。後者の方が相対的に遅れる、というものです。（遅れの率は「ローレンツ短縮」に比例する。なお、その系自体の動きがあるなしはむ無関係です。これが静止していようが、動いていようが両者にとっての条件は同じですので。）このことから、例の有名な「双子のパラドックス」が出てくるわけですが、しかし、実際に発生する遅れはごくわずかですので、あくまでも理論上のみで言える現象ですね。

以上、勝手なゴタクをずらずら並べて失礼しました。間違いや疑問点がありましたら、そうぞコメントなさってください。折り返し、できる限り早めに、お返事します。

補足

Nakay702さま

やっとまじめに議論して頂ける人に出会えて嬉しい限りです。
１．宇宙の膨張論に関しては、「質量の無い3次元空間は重力の影響を受けない」に同意出来ますか？
それとも「重力で歪む」と考えていますか？
『重力で歪む』と考えているなら、他人の言葉ではなく、あなたの証拠を見せて下さい。私は自分で証拠を見ない限り人の言う事は信じません。自分で検証できない事を信じるのは『神は存在する』と信じる信仰者と同じと思っています。

２．ビッグバンは「星と星の間の間隔が離れてい行く現象」と思いますか？それならあり得ますね。超新星爆発とか。
それとも「星を入れている宇宙空間と言う容器の一部か全部が拡大する事』と思っていますか？そう思うなら、『宇宙が膨張しているので私自身も膨張している。物差しも周りの皆も膨張しているので気付かないだけ」でしょうか？私はそんな世界には住みたくないですね。

３．インフレーションを実際に見た人はいるのでしょうか？観測データだけでは、色んな数学モデルを作る事が出来ます。典型的な例が天動説です。1500年間真実として信じられ続けました。

４．ビッグバンのシミュレーション報告は、相対性理論にもとづいて超新星爆発の様なものをシミュレーションしている様に見えます。何もない所から物質やエネルギーが出てくるなら、レーザー核融合で途方もないエネルギーを加えてその何分の1かのエネルギーを得ている現在の実験はなんと無駄な事をやっているのでしょうか？相対性理論が当てはまらないので、それだけ苦労しているのではないでしょうか？

５．ブラックホールの中では『空間が曲がっている』とお考えですか？何故、何もない空間を重力は曲げられるのでしょうか？重力が空間を曲げているとしか説明のつかない現象を知っていますか？
これまで聞いてきたその手の現象は全て他の単純な理由で説明出来ると思っています。それが正しいと思う根拠は、『どっちがより単純で美しいか？』で判断しています。

６．時計が数億分の１秒遅れたと言う実験にはすべての要素が考慮されていましたか？たとえば、時間を知らせる電波の速度、時計の時間を表示する装置の処理速度、飛行機の速度、地球の自転速度、公転速度、太陽系の運動速度、銀河系の運動速度、もっと大きな宇宙の運動速度も影響をあたえたかも知れません。どこまで確認しましたか？

７．未だ『双子のパラドックスはこの世で起こりうる」と信じていますか？『相対性理論は現実世界を説明している』と信じているのですね。
私は相対性理論が正しくないとは言っていません。『我々の住んでいるこの世界とは別の仮想世界で必要な理論』と思っているだけです。

回答No.4

Nakay702

以下のとおりお答えします。
字数制限を越えますので、２回に分けて投稿します。

（回答　その１）
添付のご論稿を興味深く閲覧させていただきました。詳細な実験装置の設定は驚くばかりで、何ら異論を申し上げることはできません。ただ、その装置による実験結果から推測して述べているお説には違和感を抱くところがありました。アットランダムですが次のような項です。

＞相対性原理が出来た元となった「光の到達時間は観測系の動きによらず同じである」と言う観測結果に誤りがあったのではないかと思う様になりました。
＞観測結果から「光の到達時間は運動方向とその直角方向で同じである」と信じ…
⇒「直角方向」に限らず、「光速はその光源の運動の影響を受けることがなく、常に一定である」ということですね。それが拠ってくるところは、《質量は慣性法則に従いますが、光速はそれ（光源の動き）に影響されません。その代りに、波長が長くなる（赤方偏移する）形で、「そのエネルギーが減衰される」》ということでしょう。

＞Michelsonとその後の一連の実験結果は単に「実験が正しく行われなかった」事を示しており、「光の到達時間に差は無い」と言う証拠にはなっていません。
⇒「実験が正しく行われなかった」といいますか、《もともと実験の方法論が間違っていた。慣性の法則は質量に当てはまることで、光には当てはまらないのですから、方向による差異が検出されるべくもなかった。》ということではありませんか？ 上に見たとおり、物体がその母体の運動方向とは逆の方向に飛び出す場合は、母体の速度が減速要因になりますが、光が同じような状況で射出されてもその速度に影響を受けることはありません。その代りに赤方偏移という形の減衰作用を受けるわけですから。

＞現在の宇宙論では遠くの恒星の光の赤方偏移は宇宙が膨張している為に起こるドップラー効果であり、遠くになるほど赤方偏移が大きくなる事から宇宙の膨張速度が加速していると説明していますが、「宇宙は静止しており、宇宙にある多くのチリやガスの散乱効果で遠くの恒星の光ほど赤方偏移が大きくなっている」と考える方が自然と思います。
⇒「宇宙が静止している」ことはどのように証明できますか？ 縷々申し上げたとおり、質量は慣性法則に従いますが、光速はそれに（光源の動き）影響されません。その代りに、波長が長くなる（赤方偏移する）形でそのエネルギーの減衰するわけですよね。その減衰のすべてがチリやガスの散乱効果によるとは極めて考えにくいです。３度Kの背景放射の場合同様、「その全方向の一様性」の方がよほど強い決め手だと思います。

＞1895年「すべての物体は運動方向に縮む」と言うRollentzの収縮仮説や、1905年「絶対時間は存在せず運動する観測系の時間の進み方は遅くなる」と言うEinsteinの特殊相対性理論が出現しました。彼はその後この理論を「重力でも時間は遅くなり空間も縮むので光も曲げられる」と言う一般相対性理論に拡張しました。
⇒「重力でも時間は遅くなり空間も縮むので光も曲げられる」ということの真意は、《重力場が空間を歪ませるので、光は「その歪みに沿って直進」する結果、別の系から見れば、光が曲がるように見える》ということだと思います。ですから、重力そのものが直接光を変えるのではない、と言えるでしょう。

＞太陽系の速度はS=220(Km/s)と言われていますから、この場合の銀河系の速度も太陽系の速度と同じG=220(Km/s)と思われます。一説では銀河系は速度G=630(Km/s)で動いていると言われています。その場合、その動きの方向が地球の地軸と同じ方向（北極星の方向）であれば地球の自転によらず常に一定で今回の観測では検出できません。このGが太陽系の動きS(km/s)をキャンセルしたとすれば、地球の地軸は公転面（太陽の軌道面である黄道面とぼぼ同じ）の垂線に対し23.4°傾いていますから、S=Gcos(90-23.4）°=0.4Gの関係があり、これよりG=S/0.4=220/0.4=554(Km/s)となり、一説の速度630(Km/s)に近い値になります。
⇒理論と観測両面から、《現在、天の川銀河はアンドロメダ銀河方向に95 km/sで動いて、互いに接近しあっている》とされますが、その動きの数値はあなたのお説にどう反映されますか？ 私の考えでは、《このような多体問題・複雑系問題はいかに緻密に数値化してもし切れるものではないし、ましてその計算をもって宇宙全体の状況・動静・推移などを推し測れるものではないだろう》という悲観的な見方をしています。

＞銀河系を含めて地球の属する宇宙は現在膨張も収縮せず同じサイズを保っていると思われます。
⇒いわゆる「定常宇宙論」ですね。しかし、３度Kの宙背景放射に代わるものとしてホイルらの主張した宇星間塵は観測されず、現代天文学ではこの定常宇宙は完全に否定されています。

回答No.3

noname#259298

どこが間違っているかと言われれば沢山ありすぎて全てと回答するのが妥当だと思う
だが名を残している過去の天才は当時の常識では測れず最初は馬鹿にされていたのだ
俺はお前が後世に名を残す天才だと信じているぜ

補足

多くの回答を有がとう御座います。
どなたも真剣に確認作業をして頂けなかったのが残念です。。。

回答No.2

sonohenno_rf

回答するのも馬鹿らしいが
あなたが言っている様な事が有るんだったら、重力波望遠鏡で既に発見されていて
世紀の大発見になっているでしょう。いやもっと以前に。
もっと社会に目を向けましょうよ。
或いは、そんな子供のおもちゃみたいなチープな装置ではなく「数千億円」掛けて
作ればひょっとして出来るかもwww
こういう人ってものすごく視野が狭くて、しょうもなく無駄な時間を費やして人生を
無駄にするのかな。←これ大事ですよ。マジで。

補足

回答を有難う御座います。
他人の受け売りではなく、自分で確認して頂けなかったのが残念です。

回答No.1

iijijii

理論以前に実験装置の精度に問題があるように見えてしまいます。
湿度での伸び縮みの激しい木材を使うのはちょっと…
金属でも温度による補正が必要です。

まずそこを改善して有効な測定結果がえられたら、どっかに発表して追試してもらうと良いです。

補足

回答を有難うございます。
お金がないので実験装置は最低のコストで作りましたが、
精度は出ていると思います。
MIchelsonの実験へのコメントが頂けなかったのが残念です。