[論文レビュー] Michelson-Morley Experiments Revisited and the Cosmic Background Radiation Preferred Frame

Reginald T. Cahill, Kirsty Kitto|ArXiv.org|May 23, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 16被引用数 36

ひとこと要約

この論文は、歴史的なマイケルソン＝モーリー実験を再分析し、空気の屈折率を補正した場合、非ゼロの結果が得られ、およそ359 ± 54 km/sの絶対速度が示唆されることを示している。これは、宇宙背景放射のダイポールのCOBE衛星観測から導かれる365 ± 18 km/sと顕著に一致しており、量子フォームのダイナミクスに起因する優先フレームの存在を支持する。アインシュタインが絶対速度が検出不能であると主張したのに対し、プロセス・プレシックスに基づく新しい量子重力理論を提唱する。

ABSTRACT

We report a simple re-analysis of the old results (1887) from the Michelson-Morley interferometer experiment that was designed to detect absolute motion. We build upon a recent (1998) re-analysis of the original data by Munera, which revealed a small but significant effect after allowing for several systematic errors in the original analysis. 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, as was the case, incidently, of the Michelson-Morley experiment. The re-analysis here of the Michelson-Morley experimental data, correcting for the refractive index effect of the air, reveals an absolute speed of the Earth of v=359+/-54 km/s, which is in excellent 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. Other experiments where the interferometers operated in air (Miller 1925,1933) or helium (Illingworth 1927) give similar results when re-analysed. These experimental results refute Einstein's assertion that absolute motion through space has no meaning.

研究の動機と目的

• 誘電体における屈折率の効果の現代的理解を踏まえて、歴史的なマイケルソン＝モーリー干渉計実験を再解釈すること。
• 実験室で絶対速度が検出不能であるというアインシュタインの主張に反論すること。
• 再分析されたマイケルソン＝モーリーのデータと、COBE衛星が得た宇宙背景放射のダイポール速度の間に一貫性があることを示すこと。
• 干渉計における量子重力効果と、プロセス・プレシックスにおける時空幾何学の出現との関連を確立すること。
• 地球に向かう11.2 km/sの量子フォームの流れを検出可能な新しい干渉計実験を提案すること。

提案手法

• 1887年のオリジナルのマイケルソン＝モーリーのデータを再分析し、光の速度がc未満になる影響を受ける空気の屈折率（n ≈ 1.0003）を補正する。
• 位相シフトがv/cと屈折率に依存する修正された干渉モデルを適用し、絶対速度の信号を検出可能にする。
• COBE衛星のCMBダイポール非等方性データを用いて、比較用の基準速度365 ± 18 km/sを抽出する。
• マイケルソン＝モーリー（1887年）、ミラー（1925年、1933年）、イルリングワースト（1927年）の実験を、誘電体効果を補正した上で比較する。
• プロセス・プレシックスの形式的枠組みを適用し、時空が量子フォームのダイナミクスから出現し、干渉計の位相シフトによって絶対速度が検出可能であることを示す。
• 重力による散逸により、地球表面で11.2 km/sの内向きの量子フォームの流れが予測され、これは光ファイバー干渉計によって検証可能である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空気の屈折率を補正した場合、オリジナルのマイケルソン＝モーリー実験のデータが非ゼロの結果を示す可能性はあるか？
• RQ2 歴史的干渉計実験と現代のCMB観測の両方から、一貫した絶対速度が得られるか？
• RQ3 干渉計内に誘電体媒質が存在することで、量子フォームによる絶対速度の検出が可能になるか？
• RQ4 量子フォームに基づく優先フレームを導入することで、アインシュタインの相対性理論と実験結果の不一致を解消できるか？
• RQ5 新しい干渉計実験で、地球表面で予測された11.2 km/sの内向きの量子フォームの流れを検出できるか？

主な発見

• 空気の屈折率を補正した1887年のマイケルソン＝モーリー実験の再分析により、絶対速度v = 359 ± 54 km/sが得られた。
• この値は、CMBダイポール非等方性からCOBE衛星で得られた365 ± 18 km/sと非常に良好に一致している。
• 誘電体補正を施したミラー（1925年、1933年）およびイルリングワースト（1927年）の実験も、COBEの値と一貫性を持つ結果を示した。
• 真空中の実験（ブリレット＆ホール、1990年）は、予想通りゼロ結果であり、この効果を検出するには誘電体媒質が不可欠であることを確認した。
• 地球表面での予測される内向きの量子フォームの流れは11.2 km/sであり、これはプロセス・プレシックスにおける量子重力モデルの重要な検証可能な予測である。
• これらの結果は、絶対速度が物理的に意味を持ち、検出可能であることを示唆しており、アインシュタインの運動の相対性という基礎的仮定に反する。