ターンテーブル上のレーザー発振器

質問

回転するターンテーブル上のレーザー発振器はレーザー光を作れますか?
可能だとすれば、ターンテーブルの回転に追随して、発振器内で光子がカーブしなければならないと思いますが、ターンテーブル外の観測者にとって、このカーブは何によって生み出されるのでしょうか?
もし不可能だとすれば、ターンテーブルよりも複雑な運動を銀河系に対して行っている地球上においては、その他の条件が理想的であったとしても、一定以上のレーザー光増幅は理論的に不可能ということになるのでしょうか?

回答No.4

brick · ベストアンサー

＞可能だとすれば、ターンテーブルの回転に追随して、発振器内で光子がカーブしなければならないと思いますが、ターンテーブル外の観測者にとって、このカーブは何によって生み出されるのでしょうか?

理想的な条件で、ということは、発振器を移動させる力以外の外力は存在しないということですよね？そうすると光子はカーブしようがないので、上の「可能だとすれば」という前提は間違いだということになります。
すると、結論は「不可能」です。

外力についての仮定をはずすとすれば、光は重力で曲がりますから、うまいこと人工重力で操作して・・・。

他の曲げ方ってありましたっけ？

もうひとつ
＞検出装置の精度が十分高ければ、低速でもズレを検出できることになるかと思いますが、それは地球の絶対運動も検出可能だということですか?

検出できるのは光源と検出装置の相対運動ではないですか？
遠い銀河の赤方偏移とか、地球の公転による年周視差とかありますよね。

絶対運動となると、私の知識では歯が立ちません。

お礼

大分日が経ちましたので質問を閉じることにします
ありがとうございました

補足

回答ありがとうございます

> 光子はカーブしようがないので、上
> の「可能だとすれば」という前提は
> 間違いだということになります。
> すると、結論は「不可能」です

ターンテーブル上(あるいは反射鏡上)の観測者から見ても、カーブしないのでしょうか?
もしそうだとすると、同じ光が、ターンテーブルの外から観測すると反射鏡から逸れ、ターンテーブル上から観測すると逸れない、ということにはなりませんか?

> 検出できるのは光源と検出装置の相対運動では
> ないですか

あ、そうですね
自転込みのズレになってしまいますね
では、少なくとも自転は検出されるとすると、その検出される自転は何を基準にしての運動ということになるのでしょうか?
この思考実験には他の天体の影響は考慮されていませんから、ズレは地球自身の運動のみによってもたらされたものということになり、いつ1回転が終わって元の向きになったかの基準になる他の天体が無くても、自転が検出されることになりませんか?

回答No.3

marimo_cx

ちなみに最初から違和感があったのですが、レーザーって増幅するものなのですか？私は発振させるものだと思っていたのですが。

あと、私は現実のレーザー発振機しか念頭においていません。
それ以外なら最初に全ての条件を定義してください。
なお、現実のレーザー発振機とは、完全な平行光線ではないというのが前提です。
ですので、観測についても現実に観測可能な観測精度範囲でのお話しか私はしていません。そうでないなら完全なる並行光線のレーザー光自体が作れるのかどうかからはじめなければならなくなりませんか？

お礼

大分日が経ちましたので質問を閉じることにします
ありがとうございました

補足

> レ ーザーって増幅するものなのですか

わたしも、あまり詳しくない(だから質問しているわけですが)のですが、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (誘導放出による光増幅)がLASERだそうです

> 私は現実のレーザー発振機しか念頭にお
> いていません。それ以外なら最初に全て
> の条件を

逆に、実在する特定の発振器のスペックを念頭に置いていないので、条件は提示できません
伺いたいのは、いかなる発振器においても十分高速で回転するターンテーブル上では光が反射鏡から逸れて増幅不能になるか、言い換えれば、どんな速度で回転するターンテーブル上でも十分反射鏡が小さいか発振器が長ければ光が反射鏡から逸れて増幅不能になるか、ということです

> 観測についても現実に観測可能な観
> 測精度範囲でのお話しか

最初からお話ししている通り、伺いたいのは、理想的な条件下での理論的な可否です

回答No.2

marimo_cx

> > 光速に対して十分以上にはるかに遅い
> > ので何の影響も無い
> 影響が『小さい』のでなく『無い』のですか?

無限-1

↑
これと同じ事かと。

> 影響が有るか無いかの限界の条件はどのようなものになるのでしょうか?

ミラー間を往復している最中に照射口から光が外れてしまう位十分高速でないと影響は受けないような気がします。

補足

回答ありがとうございます

> ミラー間を往復している最中に照射口から光が外
> れてしまう位十分高速でないと影響は受けないよ
> うな気がします

それだと、どんなに低速な運動でも、いずれは有限なサイズのミラーから光子が外れますので、ミラー間を往復できる回数に影響が生じ、レーザー光の増幅に限界が生じることになりませんか?
また、検出装置の精度が十分高ければ、低速でもズレを検出できることになるかと思いますが、それは地球の絶対運動も検出可能だということですか?
それは、マイケルソン＝モーリーの実験結果と矛盾しませんか?

回答No.1

marimo_cx

ターンテーブルは光速と発信機の長さに対して影響があるほど十分な速さで回転しているのが前提なんですか？

> ターンテーブルよりも複雑な運動を銀河系に対して……

例示が光速に対して十分以上にはるかに遅いので何の影響も無いと思われますが？

補足

回答ありがとうございます

> 光速に対して十分以上にはるかに遅い
> ので何の影響も無い

影響が『小さい』のでなく『無い』のですか?
影響が有るか無いかの限界の条件はどのようなものになるのでしょうか?