[論文レビュー] The Speed of Light and the Einstein Legacy: 1905-2005

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|Jan 11, 2005

Relativity and Gravitational Theory参考文献 7被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、1887年のマイケルソン＝モーリー実験を再分析することで、特殊相対性理論の基礎的仮定に挑戦している。より洗練された干渉計モデルを用い、フィッツジェラルド＝ローレンツの収縮と空気の屈折率効果の両方を含めることで、絶対運動が300 km/sを超える顕著な縞ずれを示す。これは光の速度が不変でないことを示唆し、相対性理論および重力理論の根本的再考を要する。絶対運動が相対的効果の起源であると提唱する。

ABSTRACT

That the speed of light is always c=300,000km/s relative to any observer in nonaccelerating motion is one of the foundational concepts of physics. Experimentally this was supposed to have been first revealed by the 1887 Michelson-Morley experiment, and was made one of Einstein's key postulates of Special Relativity in 1905. However in 2002 the actual 1887 fringe shift data was analysed for the first time with a theory for the Michelson interferometer that used both the Fitzgerald-Lorentz contraction effect, as well as the effect of the air in the interferometer on the speed of light. That analysis showed that the data gave an absolute motion speed in excess of 300km/s. So far six other experiments have been shown to give the same result. This implies that the foundations of physics require significant revision. As well data shows that both Newtonian gravity and General Relativity are also seriously flawed, and a new theory of gravity is shown to explain various so-called gravitational `anomalies', including the `dark matter' effect. Most importantly absolute motion is now understood to be the cause of the various relativistic effects, in accord with the earlier proposal by Lorentz.

研究の動機と目的

• フィッツジェラルド＝ローレンツの収縮と空気の屈折率効果を両方含む、より正確な干渉計モデルを用いて1887年のマイケルソン＝モーリー実験を再表現すること。
• 元の実験データが、すべての慣性系において光の速度が一定であることを実際に支持するかどうかを検証すること。
• 特殊相対性理論の基礎的仮定、すなわち光の速度が不変であるという仮定に挑戦すること。
• 相対運動ではなく、絶対運動が時間の遅れや長さの収縮といった相対的効果の真の原因であると提唱すること。
• ニュートンの重力理論と一般相対性理論が根本的に誤っており、未観測質量を必要としない「ダークマター」の異常を説明できる新しい重力理論に置き換えるべきだと主張すること。

提案手法

• フィッツジェラルド＝ローレンツの収縮と空気の屈折率を両方含む干渉計の理論的モデルを用いて、1887年の元のマイケルソン＝モーリーの縞ずれデータを再分析すること。
• 干渉計の回転中に真空中ではなく空気中での光の速度を考慮した、修正された縞ずれの期待値を求める式を適用すること。
• 観測された縞ずれをもとに、干渉計の腕が収縮し、光の伝播が空気によって遅れるものと仮定して、地球の空間的絶対速度を推定すること。
• 1887年のデータから推定された絶対速度を、2002年以降に実施された他の6つの実験で同様に非ゼロの絶対運動が報告された結果と比較すること。
• 絶対運動に基づく新しい重力理論を提唱し、未観測質量を必要とせず「ダークマター」効果を説明できることを主張すること。
• 時間の遅れや長さの収縮といった相対的効果を、相対運動ではなく絶対運動の結果として再解釈し、ローレンツが提唱した元の解釈を復活させること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空気の屈折率と長さの収縮を補正した場合、1887年のマイケルソン＝モーリー実験のデータが、すべての慣性系において光の速度が一定であることを実際に支持するのか？
• RQ2 マイケルソン＝モーリー実験で観測された縞ずれは、干渉計が空間を絶対的に運動していることによって説明できるのか、それともゼロ結果（null result）として解釈されるべきなのか？
• RQ3 2002年以降に実施された6つの他の実験がすべて非ゼロの絶対運動を報告しているのはなぜか？ これは特殊相対性理論の基礎に何を意味するのか？
• RQ4 絶対運動に基づく新しい重力理論は、「ダークマター」効果を未観測質量を必要とせず説明できるのか？
• RQ5 時間の遅れや長さの収縮といった相対的効果の起源は、相対運動ではなく絶対運動によってよりよく説明できるのか？ これはローレンツが元々提唱した仮説に合致するのか？

主な発見

• 1887年のマイケルソン＝モーリー実験データの再分析により、300 km/sを超える絶対速度に相当する縞ずれが得られ、伝統的にこの実験に帰属されるゼロ結果と矛盾する。
• 干渉計モデルに空気の屈折率を組み込むと、期待される縞ずれが顕著に変化し、空間を通過する運動の非ゼロ検出が可能になる。
• 2002年以降に実施された6つの追加実験も同様の結果を示しており、異なる実験設定においても一貫した絶対運動の信号が得られている。
• 論文は、すべての慣性系において光の速度が一定であるという主張が実験的証拠によって支持されていないと結論づけ、特殊相対性理論の基盤を揺るがす。
• 絶対運動に基づく新しい重力理論が提唱され、未観測質量を必要とせず「ダークマター」の異常を説明できる。
• 時間の遅れや長さの収縮といった相対的効果は、相対運動ではなく絶対運動の結果として再解釈され、ローレンツの元の相対性理論フレームワークが復活される。