速度と時間遅れ

 

時間と Count の関係

 Count  は一点のデータだけで決まりますが時間は一点のデータだけでは決まらず複数個のデータが必要です。固定点 A の Count (a_NA) が  1 ずつ増加するのに対して、移動する点 P の Count (a_NP) は増加するときと増加しない時が不規則に生じます。これは点 P が移動する時、その Count が増えないことによります。

 移動する点 P を原点とする時、点 P がその原点である P から離れることはないので点 Pにとっては移動した Tenho の数は存在しません。移動している時は点 P の Count も存在しません。点 A から見ると点 P が移動しているときの Count (即ち時間)が消滅するのです。この消滅した点 P の Count を p_MN.P 、点 P が点 B に到着するまでに消滅した Count を p_MN.P.B とします。原点を P とするときの点 P の Count を p_NP とします。

 一方、固定点の時間は距離(場所)に関係なく同じになります。例えば点A と点 B の時間の進み方は同じです。これは情報が瞬時に伝達されるからです。

 

移動する点の時間

  時間は固定点 A の Count の積み重ねであり  a_t = a_NA/Ct です。点 A から B まで移動する点 P の時間は点 P を原点とする時、点 P が移動した時の Count が消失します。即ち、点 P がいずれかの Tenho 上に滞在しているときだけ時間が進むのです。

 点 P が点 B まで移動した時の点 A の Count を n, 点 P の Count を k とし、その間に消失した Count を m とする。これを式にすると

 n=a_NA.B

 k=p_NP.B

 m=p_MN.B

です。

 点Pが点Aを離れ点Bに到着したとき、点 A と P の関係は式(4 - 1)を用いると次に示す式になります。

 a_NA.B=a_NP.B + a_MP.B                       式(5-1)

ここで 点 P が 点 B に滞在しているとき p_NP.B = a_NP.B 、移動しているときは p_NP.B = 0 ですから

 k = a_NP.B または k = 0                 式(5-2)

 同様に点 P が 点 B に滞在しているときは p_MN.P.B=0、移動しているときは p_MN.P.B = a_MP.Bですから

 m = 0 または m = a_MP.B                  式(5-3)

 です。

 点 P が点 B に到着したとき k は k = a_NP.Bのときとk = 0のときがあるが、その比率は点Pが等速運動をしているので一定値です。

 a_NAが n 回 Count を増やすとき、点 P が点 B に到着し滞在すると k = a_NP.B になるので A の Count が 1 増加すると点Pの Count は (k/n) だけ増加することになります。

 これは点 P がAB 間と同距離の移動を n 回繰り返したとき、p_NP.B = a_NP.B になる回数が k になる事と同じです。

  p_MN.P.B も m = a_MP.B のときと m = 0 のときがあるが、その比率は点Pが等速運動をしているので一定です。

 点 A が n 回 Count するとき点 P が点 B に到着したが滞在しないとき m = a_MP.B になるので A の Count が 1 増加すると点Pの消滅した Count は (m/n) 増加することになります。

 これは 点 P がAB 間と同距離の移動を n 回繰り返したとき p_MN.B = a_MP.B になる回数が m になる事と同じです。

 この結果 a_NA.B に対応する点 P の Count は a_NP.B×(k/n) と a_MP.B×(m/n)の和になるので

 a_NA.B = a_NP.B×(k/n) + a_MP.B×(m/n)              式(5-4)

です。ここで、

 a_NA.B = n

 a_NP.B = k (ただし k ≠ 0 のとき)

 a_MP.B = m (ただし  m ≠ 0 のとき)

であるが、 k = 0 のときは a_NP.B の値に関係なく a_NP.B×(k/n) = 0 です。

 m = 0 のときも a_MP.B の値に関係なく a_MP.B×(m/n) = 0 であるから k = 0 のときも m = 0 のときも含めて式(5-4)に a_NP.B = k とa_MP.B = m を適用することができる。

 以上より

 n= k×(k/n) + m×(m/n)              式(5-5)

となる。

  式(5-4)と式(5-1)を比べると (k/n)=1 かつ  (m/n)=1 となりますが、式(5-1)は点 P が点 B に到着した瞬間の値の式であり、式(5-4) はp_NP.B=a_NP.Bの状態とp_NP.B=0の状態を含むこと及びp_MN.P.B=a_MP.Bの状態とp_MN.P.B=0の状態を含む式なので異なる状況を示す数式です。

  

式(5-5)を整理すると

 n^2 = k^2 + m^2

になります。

k は点 P の Count 数 p_NP.B であるから

  k = p_t × Ct                                         式 (5 -6)

点 P は等速運動をしているとしているのでその速度 a_v.APと時間 a_t.B を用いて距離 a_dA..B を求めます。

 a_dA..B = a_t.B × a_v.AP

  m ≠ 0 のときは m = a_MP.B なので距離 a_dA..B から求める Tenho の数が m になります。

 

 ∴ m = a_t.B × a_v.AP × Cs                式 (5 -7)

 さらに、n = a_NA.B = a_t.B × Ct と式 (5-6) を用いると

 (a_t.B × Ct)^2 = ( p_t × Ct)^2 + (a_t.B × a_v.AP × Cs)^2

整理すると

 ( p_t × Ct)^2 = (a_t.B × Ct)^2 - (a_t.B × a_v.AP × Cs)^2

                        =  (a_t.B × Ct)^2 (1 - (a_v.AP × Cs/Ct)^2)

  両辺を Ct^2 で割り、Co = Ct/Cs を用いる。

a_t.B は点 P が点 B に到着した時の点 A の時間であり a_t.B = a_t である。故に

 p_t = a_t × (1 - (a_v.AP/Co)^2)                                   式 (5 -8)

となり時間のローレンツ短縮の式 (5 - 9)と一致します。

 

 ローレンツ短縮の式が示す速度と時間の関係 

第3話に示したローレンツ短縮の式(3-1) を下記に再掲します。root( ) を √( ) と表示します。

    t' = t × √(1 - (v/c)^2) 

       c: 光速,   v: 点Pの速度,   t: 点Aの時間,  t': 点Pの時間

 

説明をわかり易くするために記号を次のように置き換えます。

 t を a_t ,  t' を p_t,  v を a_v.AP,  c をCo とすると

ローレンツ短縮の式は

     p_t = a_t × √(1 - (a_v.AP/Co)^2)             式(5 - 9)

 となります。

 

修正記録

2025-2-24: 第5話注記の記事を全面的に取り込みました。

2025-1-27: 式 (5-2),(5-3) の説明をわかり易くした。

2024-12-23: 記号を統一するために見直した。詳細は第4話参照

2024-11-30: 記号の使い方を確認し細かい点で修正しました。

2024-10-31: 説明の仕方を再度変更しました。

2024-10-23: 説明の仕方を再度変更しました。

2024-8-8: 説明の仕方を変更しました。

2024-5-20: 第5話注記の修正に伴い、第5話も修正しました。

2024-3-18 ~ 2024-4-8: 理解し易いように説明の仕方を変えました。

2024-3-8: 数式の番号に間違いがあったので修正しました。