[論文レビュー] Re-Analysis of Michelson-Morley Experiments Reveals Agreement with COBE Cosmic Background Radiation Preferred Frame so Impacting on Interpretation of General Relativity

Reginald T. Cahill, Kirsty Kitto|arXiv (Cornell University)|May 24, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 14被引用数 32

ひとこと要約

この論文は、誘電体媒質（ヘリウムや空気など）の屈折率を考慮した修正モデルを用いて、歴史的なマイケルソン＝モーリー実験を再分析し、絶対運動を示す非ゼロの結果を明らかにした。地球の宇宙背景放射（CMB）静止系に対する速度は369±123 km/sであり、COBE衛星のデータ（365±18 km/s）と一致しており、アインシュタインが絶対運動が検出不能であると主張したのを覆し、プロセス・フォリックスにおける量子泡沫のダイナミクスから生じる優先フレームの存在を示唆している。

ABSTRACT

We report a re-analysis of the old results from the Michelson-Morley interferometer experiments that were designed to detect absolute motion. We build upon a recent (1998) re-analysis of the original data by Munera, which revealed small but significant effects after allowing for several systematic errors in the original analyses. The further re-analysis here reveals that a genuine effect of absolute motion is expected, in what is essentially a quantum interference experiment, but only if the photons travel in the interferometer at speeds V < c. This is the case if the interferometer operates in a dielectric, such as air, or helium as was the case of the Illingworth (1927) Michelson-Morley experiment. The re-analysis here of the Illingworth experimental data correcting for the refractive index effect of the helium, reveals an absolute speed of the Earth of v=369+/-123 km/s, which is in agreement with the speed of v=365+/-18 km/s determined from the dipole fit, in 1991, to the NASA COBE satellite Cosmic Background Radiation (CBR) observations. These experimental results refute Einstein's assertion that absolute motion through space has no meaning, and require a re-assessment of the interpretation of General Relativity.

研究の動機と目的

• 誘電体における屈折率効果を考慮した修正された物理モデルを用いて、歴史的なマイケルソン＝モーリー干渉計実験を再評価すること。
• 元の実験データが、量子泡沫および屈折率の現代的理解に基づいて再分析された場合、絶対運動を示す非ゼロの結果を示すかどうかを検証すること。
• 干渉計データから得られた測定された絶対速度と、宇宙背景放射のドリルアンチロピー異方性から導かれる速度の間の関係を確立すること。
• 実験室で絶対運動が検出可能であることを示すことで、アインシュタインの基礎的仮定（絶対運動には物理的意味がない）を挑戦すること。
• プロセス・フォリックス—時空が情報理論的枠組みとして出現し、量子泡沫のダイナミクスによって優先フレームが生じる新しい理論—に対する実証的根拠を提供すること。

提案手法

• 1927年のイリングワースのマイケルソン＝モーリー実験データを再分析し、真空中を想定するのではなくヘリウムの屈折率（n ≈ 1.0003）を補正した。
• 光子が誘電体中でc未満の速度Vで進行するように修正された干渉計モデルを適用し、絶対運動に起因する干渉縞の非等方的変化を検出可能にする。
• COBE衛星のドリルアンチロピー異方性データ（1991年）を用いて、宇宙静止系速度v = 365 ± 18 km/sをベンチマークとして決定する。
• 屈折率補正を施したマイケルソン＝モーリー実験から導かれた絶対速度とCOBEで得られた速度を比較し、一貫性を検証する。
• 空間が量子泡沫のダイナミクスから生じるというモデルを採用したプロセス・フォリックス枠組みを適用し、観測された非ゼロ結果を優先フレームの存在として説明する。
• 地球の重力散逸によって、地球表面で11.2 km/sの内向きの量子泡沫の流れが予測され、この効果を検証するための新たな干渉計実験を提案する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヘリウムなどの誘電体における屈折率効果を補正した場合、元のマイケルソン＝モーリー実験データが、絶対運動を示す非ゼロの結果を明らかにすることができるか？
• RQ2 再分析されたマイケルソン＝モーリー実験から得られた地球の絶対速度は、COBE衛星の宇宙背景放射ドリルアンチロピー異方性から導かれる速度と整合的か？
• RQ3 マイケルソン＝モーリー実験データに優先フレームが存在することは、アインシュタインが実験室で絶対運動が検出不能であると主張したのと矛盾するか？
• RQ4 プロセス・フォリックスにおける空間の量子泡沫モデルは、誘電体中で光がV < cで進行することに起因する観測された非ゼロ結果を説明できるか？
• RQ5 誘電体モードで実施される新たな干渉計実験は、地球の重力によって引き起こされる予測された11.2 km/sの内向きの量子泡沫の流れを検出できる可能性があるか？

主な発見

• ヘリウムの屈折率を補正したイリングワースの1927年マイケルソン＝モーリー実験の再分析から、絶対速度v = 369 ± 123 km/sが得られた。
• この値は、宇宙背景放射ドリルアンチロピー異方性から導かれたCOBE衛星の速度v = 365 ± 18 km/sと一致している。
• 屈折率効果を適切に考慮した場合、実験室で絶対運動が検出可能であることが実証され、従来のゼロ結果解釈とは矛盾する。
• 干渉計から得られた速度とCOBEから得られた速度の一致は、自然界に優先フレームが存在することを支持し、アインシュタインの相対性理論における絶対運動が意味を持たないという仮定に反する。
• これらの結果は、時空が量子泡沫のダイナミクスから出現するというプロセス・フォリックス枠組みと整合的であり、このモデルにおいて自然に優先フレームが生じることを示している。
• 地球表面で重力散逸によって測定可能な11.2 km/sの内向きの量子泡沫の流れが予測され、これは量子重力の検証可能な兆候を提供する。