質問: 相対論の「同時性の不一致」について教えてください 「同時性の不一致」は、ニュートン雑誌(7、9月号)などで説明しているのを読んでみましたが、僕のレベルでは下記のような状況の場合理解できません。教えてください。 【状況の仮定】 (1) 月に対して高速に近いスピードで進んでいるロケットの、先端と後方がら、ロケットに乗っている人から見て、同時に大きな質量の大砲の弾を 進行方向に対して、垂直同方向に放ったとします。 (2) ロケットは、弾の慣性力で、進行方向に対して、前後同時に弾の慣性力を受けるので、平行に移動し進行し続けると考えます。 (3) これを月にいる観測者からロケットを見た場合、弾は同時に発射されてないように見えるため、弾の発射による慣性力も、ロケットの先端と後方に同時に働かないのでしょうか。 この場合、 (3)-1 月から見ても、ロケットが進行方向に対して、平行に移動したように見えるのであれば、どの観測者から見ても、弾が同時に発射された証拠であり、ただ見た目に同時ではないだけなのではないでしょうか。これは、同時に発した音が遠いスピーカーと近いスピーカーの音が同時に聞こえないようなものではないのでしょうか。(雑誌には「光の到達時間の差分は考慮済みで同時ではない」と記載がありましたが) (3)-2 月から見た場合、弾は同時に発射されないので、ロケットは進行方向に対して、前方と後方の弾の慣性力にも時間差があり、傾いた移動をするように見えるのでしょうか。 月の観測者は、(3)-1、(3)-2どちらの状況で観測することになるのか、教えてください。
回答: 質問中の「慣性力」といっているものは、反作用のことだと思われますので、そのように解釈して説明します。 ご質問の主旨は以下のことだと思われます。ロケットが進行方向に垂直な方向に平行移動をした場合、別の座標系から見たときも、ロケットは平行移動をするのか。 答えは、平行とはなりません。傾いて移動していきます。ご質問の状況では、はじめに先頭部分が動き出して、その後船尾の方が動き出します。あとは傾いたまま移動していくはずです。 ローレンツ変換で座標変換した場合、直交するベクトルが直交しなくなるというようなことは、普通に起こることです。