[論文レビュー] Unravelling Lorentz Covariance and the Spacetime Formalism

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|Jul 11, 2008

Biofield Effects and Biophysics参考文献 11被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、ガリレオ座標とミンコフスキー時空座標の間の正確で可逆な写像を提案し、ローレンツ共変性および時空形式論が物理的に非現実的な座標の結果として生じる数学的便宜であることを示している。主な結果は、相対論的効果が実在の力学的3次元空間に対する相対運動に起因することであり、これは従来の非物理的座標に依存していたがために見過ごされてきた。これにより、ローレンツの元来の解釈が復活され、絶対運動と相対性理論の長年の矛盾が解消される。

ABSTRACT

We report the discovery of an exact mapping from Galilean time and space coordinates to Minkowski spacetime coordinates, showing that Lorentz covariance and the spacetime construct are consistent with the existence of a dynamical 3-space, and "absolute motion". We illustrate this mapping first with the standard theory of sound, as vibrations of a medium, which itself may be undergoing fluid motion, and which is covariant under Galilean coordinate transformations. By introducing a different non-physical class of space and time coordinates it may be cast into a form that is covariant under "Lorentz transformations" wherein the speed of sound is now the "invariant speed". If this latter formalism were taken as fundamental and complete we would be lead to the introduction of a pseudo-Riemannian "spacetime" description of sound, with a metric characterised by an "invariant speed of sound". This analysis is an allegory for the development of 20th century physics, but where the Lorentz covariant Maxwell equations were constructed first, and the Galilean form was later constructed by Hertz, but ignored. It is shown that the Lorentz covariance of the Maxwell equations only occurs because of the use of non-physical space and time coordinates. The use of this class of coordinates has confounded 20th century physics, and resulted in the existence of a "flowing" dynamical 3-space being overlooked. The discovery of the dynamics of this 3-space has lead to the derivation of an extended gravity theory as a quantum effect, and confirmed by numerous experiments and observations.

研究の動機と目的

• 現代物理学におけるローレンツ共変性と優位なフレーム（力学的3次元空間）の存在の間にある顕在的な不整合を解消すること。
• ミンコフスキー＝アインシュタイン時空形式論の成功が、物理的でない空間および時間座標の使用に起因するものであり、根本的な物理的真実ではないことを示すこと。
• マクスウェル方程式のローレンツ共変性が座標選択の結果であるに過ぎず、物理的不変性の反映ではないことを示すこと。
• 時間の遅れや長さの収縮が物理的効果であるという、実在の物理的効果としてのネオガリレオ形式（ローレンツ形式）の相対性理論の解釈を再確立すること。
• 120年以上にわたって力学的3次元空間が検出されなかったのは、物理的欠落（マクスウェルが速度場を省いたこと）および実験的欠陥（マイケルソンの不適切な干渉計設計）による歴史的偶然であり、その存在の否定ではないことを主張すること。

提案手法

• ガリレオ時間および空間座標からミンコフスキー時空座標への正確で可逆な数学的写像を導出する。
• 音波が移動する流体における音波を物理的アナロジーとして用いる：音波はガリレオ共変性を示すが、非物理的座標を用いることでローレンツ共変性と一定の音速を導くことができる。
• 同じ形式論を電磁気学に適用し、マクスウェル方程式のローレンツ共変性が、これらの非物理的座標を使用する場合にのみ生じることを示す。
• ガスモードおよび真空モードのマイケルソン干渉計実験を両方分析し、光速の異方性が検出可能であるのはガスモード実験に限ることを示し、これはミンコフスキー座標で抑制されている。
• ミンコフスキー＝アインシュタイン形式論が退化していることを示す：力学的3次元空間の情報を消去し、光速の異方性を検出する実験を記述できない。
• 逆写像を適用してガリレオ記述を回復し、絶対運動および宇宙的時間は、局所的な時間の遅れを3次元空間に対する相対速度で補正することで測定可能であることを明らかにする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 物理的現実を保つように、ガリレオ座標とミンコフスキー時空座標の間で一貫した写像を確立できるか？
• RQ2 120年以上にわたる実験的証拠にもかかわらず、光速の異方性によって検出可能な力学的3次元空間が20世紀物理学で見過ごされてきたのはなぜか？
• RQ3 マクスウェル方程式のローレンツ共変性が、物理的でない座標系の結果であるという程度はどの程度で、根本的対称性ではないのか？
• RQ4 物理的時間の遅れと長さの収縮が実在の物理的効果であるネオガリレオ形式は、ミンコフスキー＝アインシュタイン時空解釈と比較して、本体的明確性および予測力の面で優れているか？
• RQ5 ミンコフスキー＝アインシュタイン形式論が退化している（すなわち絶対運動を表現できない）という事実が、宇宙的時間および重力の理解にどのような意味を持つのか？

主な発見

• ガリレオ座標とミンコフスキー時空座標の間には正確で可逆な写像が存在し、ローレンツ共変性が優位なフレームと矛盾しないことを示している。
• マクスウェル方程式のローレンツ共変性は、物理的に非現実的な空間および時間座標を使用することに起因する。物理的本質はガリレオ共変性であり、実在の力学的3次元空間に対する相対運動を記述している。
• マイケルソン干渉計のガスモードは、従来の見積もりよりも約2000倍感度が高く、観測された縞のずれは光速の異方性（約1000分の1）を示しており、これに対応する3次元空間の流れは約420 km/sである。
• ミンコフスキー＝アインシュタイン形式論は退化している：力学的3次元空間の情報を抑制しており、光速の異方性を検出する実験を記述できない。
• 地球の時計は、力学的3次元空間に対する相対運動のため、宇宙的時間に対して1日あたり約0.085秒遅れる。これは、局所的な速度を測定することで補正可能である。
• 数学的明確性および本体的現実性の両面で、ネオガリレオ形式はミンコフスキー＝アインシュタイン形式を上回っており、時間の遅れと長さの収縮が座標の便宜ではなく物理的効果であると正しく特定している。