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実験は、宇宙船が光の速度近くで私たちを通り過ぎたかどうかを見るものを視覚化します

実験は、60年以上前に最初に作られたPenrose-Terrell効果として知られる光の速度で移動するオブジェクトに関する予測を視覚化しました。オブジェクトが光の速度に近づくと（簡単に宇宙船と呼びましょう）、多くの奇妙なことが起こります。宇宙の最高の古典モデルによると、通り過ぎる宇宙船を見るオブザーバーは、宇宙船の長さを短くするでしょう。 「光の速度の90％でロケットが私たちを通り過ぎていると仮定します」と、Tu WienのPeter Schattschneider教授は説明しました。 声明。 「私たちにとって、それは以前に離陸する以前と同じ長さではありませんが、2.3倍短くなっています。」一方、宇宙船はそれ自身の長さを正常であると認識し、それを長く契約しているあなたと見なします。 これは、時間拡張のように、アインシュタインの特別相対性理論の理論の受け入れられている部分です。しかし、相対論的な速度で互いに通過するオブジェクトの明らかな回転など、他の効果も予測されています。 1959年にジェームズ・テレルとロジャー・ペンローズによって行われた予測の1つは、球体以外のオブジェクト（うらやましい回転対称性）が別のオブザーバーに回転しているように見えることです。「オブジェクトの見かけの方向が観測者を囲む球体上の点としてプロットされている場合、ローレンツ変換はこの球体の表面上の立法変換に対応することが示されています。したがって、十分に小さな塗布された固体角度の場合、オブジェクトが現れます。 1つで説明しました 1959年の論文 トピックについて。 「メータースティックなどの球体よりも対称性が低いオブジェクトは、観測者に関して急速な動きで、収縮ではなく回転を受けたときに現れます。」作品によると、この収縮と回転は球体の写真を撮ることはできません。「ロケットが過ぎ去ったときにロケットの写真を撮りたい場合は、異なるポイントからの光がカメラに到達するのに異なる時間をかけたことを考慮する必要があります」とシャッツシュナイダーは説明しました。「この結果は最初は逆説的に見えるかもしれません。たとえば、オブザーバーに中心を結ぶラインに垂直に移動する遠隔球の場合、その動きの方向に平らになることは確かに明らかであると考えられるかもしれません。 1959年の論文。 「観察者から平らな球体までの接線がほぼ同じ長さであるため、光の速度は有限の速度が無関係であるように見えるかもしれません。しかし、観察者が球体の主要な部分から来る光は、後の時期に球体を去ります。したがって、球体の領域の長さは、そうでなければ予想されるよりも大きいため、球体が伸びているように見えるので、それができます。球体は球形に見えますが、まるで回転しているかのように、異なる極を持っているように見えます。効果はキューブでより簡単に説明できます。また、新しいチームが非常に短いレーザーパルスと高速カメラの助けを借りて、新しいチームがこの現象を視覚化しようとしたのはキューブです。「私たちはラボの周りにキューブと球体を移動し、高速カメラを使用して、これらのオブジェクトのさまざまなポイントから反射したレーザーフラッシュをさまざまな時期に記録しました」と、実験を実行した2人の学生であるDominik Hornofは言いました。 「タイミングを正しくすると、光の速度が毎秒2メートル以下のように同じ結果を生み出す状況を作成できます。 [4.5 miles per hour]。」不条理な速度で移動する中空のキューブ構造、またはそのキューブの遅いバージョンが非常に遅い光の波を放出することを想像してください。 2つの光子が同時に目にぶつかった場合 - キューブの前面から、もう1つはキューブの後ろから - それはわずかに異なる時期に放出され、キューブの背面からの光子が最初に放出されることを意味します。「これにより、キューブが回転しているかのように見えます」とSchattschneider氏は付け加えました。 「レーザーパルスの列がオブジェクトに向かって送られ、反射光がゲートカメラを使用してキャプチャされます」とチームは論文で詳しく説明します。 「レーザーパルスと曝露の間の遅延ΔTがスキャンされ、静的オブジェクト全体のパルス光の動きを効果的に明らかにします。相対論的動きを視覚化するトリックは、遅延時間ΔTの間に移動する距離によってオブジェクトを置換することです。」セットアップを使用して、チームは、光の速度が80％で移動するキューブと、光の速度の99.9％で球体を移動するものの視覚化を生み出しました。「静止画像を超高速オブジェクトの短いビデオクリップに組み合わせました。結果はまさに私たちが期待していたものでした」とSchattschneider氏は述べています。 「キューブはねじれているように見えます。球体は球体のままですが、北極は別の場所にあります。」この研究はに公開されています 通信物理学。 #実験は宇宙船が光の速度近くで私たちを通り過ぎたかどうかを見るものを視覚化します