2016年02月11日

虚数とは何を意味しているのか

虚数とは何を意味しているのか

相対性理論を参考に考えてみます。

※証明終わり以降から読んでいただいてもかまいません。

証明

速度Vで移動

直角三角形.jpg
↑a'

電車が速度Vで右に移動していると考えてください。
光がAから発射されます。
電車内の人が光時計で見た場合、光が下から上に届く時間をt秒とします。
また、地上の人が電車内の光時計を見た場合、光が下Aから発射されて、斜めに進んで上に届くまでの時間をT秒とします。
地上の人には、光が斜めに進む分、Tはtより長い(T>t)と思います。
言い換えれば、地上の人は「T秒経った」と思っているのに、電車内の人は「t秒しか経っていない」と思っているわけです。
したがってTとtの関係式を求めれば、時間の遅れの式になります。
電車の速度Vkm/秒、光の速度をCkm/秒とします。
また、上の図は地上の人が光時計を見た様子ですが、図の中の三角形の辺の長さをそれぞれ、abckmとします。
さて、光は垂直方向とC方向に同じ速度で、t秒・T秒かけて進みます。垂直方向をここではa’とします。この場合、距離の比sinθ(a’:c)は、時間比(t:T)に等しくなります。@

一方、光が速度Cでckm進む間に光時計は速度Vでbkm進んでいます。
距離の比cosθ(b:c)は速度比(V:C)に等しくなります。A

相対計算1.bmp

さて、abcにはピタゴラスの定理が成り立ちます。
この式の両辺をCの二乗で割ると

相対計算2.bmp

両辺から(b/C)二乗を引き両辺の平方根を引くと

相対計算3.bmp

この式に@とAを代入し両辺にTをかけて

相対計算4.bmp


例えば24万kmで飛んでいる宇宙船内の時間の遅れは

相対計算5.bmp
相対計算6.bmp

地上で1秒経ったのに宇宙船の中は0.6秒しか経っていないということになります。

証明終わり

この式を基準に考えてみますと、光速を超えますと、ルートの中がマイナスになり虚数になります。
私たちの存在する世界は4次元時空と言われています。
縦・横・高さの3次元空間と1次元の時間は、密接に結び付きお互いに影響し合って変化します。
虚数の時間とは、通常私たちが認識している過去から現在、未来と進んでいく1次元の時間が広がりを持つということではないでしょうか。
1次元の時間が広がりを持つということは、時間が空間に変化するということです。
つまり虚数の世界とは、縦・横・高さという3次元空間に4番目の空間が広がるということです。
(書いている自分も想像できません)
時間が空間に変化するということは、過去の3次元空間と現在の3次元空間と未来の3次元空間が同一空間を共有して存在していると考えられます。
広がりを持った虚数空間は、光速以下になった時に1次元の時間に変化したのではないかと現時点で考えています。


余談ですが、リヒャルト・ワーグナーの作品に「パルジファル」という本があります。
中世ヨーロッパに伝わる「聖盃」伝説に材をとったワーグナー最後の楽劇だったと思います。
聖杯とは十字架にかかったイエス・キリストの身体から流れ出る血を受けた盃で、中世の伝説では、聖なる力を持つとされています。
その作品に「ここでは時間が空間に変わるのだ!」という台詞があったことを思いだしたので、紹介しました。








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posted by ガンちゃん at 12:24 | Comment(2) | 物理・科学・宇宙論 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
■昔、光子ロケットで光速を超えると、時間の壁を超えられると友人が言っていまして、「何言ってんだ?こいつは」なんて思って、チンプンカンプンでしたが、虚数の世界に迷い込んだんですね。そう聞いても未だ分かったような何だかよく分からないような。難しい話です。
Posted by phoenix at 2016年02月11日 16:17
コメントありがとうございます。

実際、私も確信をもっているわけではありません(笑)

総裁先生の著書を参考に、照らし合わせながら、模索しています。

あれこれと想像しながら考えることが楽しみの一つです。(笑)

Posted by ガンちゃん at 2016年02月11日 18:13
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