ローレンツ変換の実質的解釈

ローレンツ変換は等速で運動する2つの座標系において光速度不変の原理を満たすような変換である。しかし実質的な解釈をするのは難しい。

FIG.1

• ローテーション変換

光行差はローテーション変換に対応すると見当している。

A系を光源とし、B系に対して運動方向と垂直に光が進むことを想像する。図中の宇宙船は便宜的なマークであり質量はないとする。光は宇宙船の前後端部から出ていて、B系へ遷移する過程でローテーションすると考える。下図はA系を観測(静止)基準として光行差を*ボーダレスな観測したものである。

この光を用いて長さと時刻の計測を行う。

まずA系における宇宙船の長さをB系で計測するのために基準を設定する必要がある。その方法は光の進行方向を基準とする。B系では光がローテーションしているため宇宙船の長さがA系で計測するよりも短くなっている(下図赤い定規を参照)。同様な方法で時刻を計測すると、A系における同時刻に出た宇宙船前後の光はB系では同時刻として観測されない。

このようにローテーション変換では観測基準により測定結果が異なり相対的な解釈が可能である。よって外部空間における変換に対応すると考えられる。

参考

1. FIG.1：　http://b.high.hokudai.ac.jp/~konno/soutairon/r25/