質問: 相対論を否定する主張において 相対論を否定するhpなどの中で、図のように、右方向に等速直線運動している箱の、光源aから発された光を、外の静止した観測者が観測した時、光は慣性の影響を受けないので、赤線ではなく黄線のように見えるはずだとの主張をよくみかけます。 この主張は明らかに間違っているのですが、この間違いをできるだけわかりやすく説明するにはどうすべきでしょうか。
回答: 図を描いてみました。 箱の中央から先頭と後尾に放たれた光は、静止系の観測者から見ると後尾に先に到達します(図a,c)。箱の中での同時刻が、静止系では、後尾に向かうほど未来、先頭に向かうほど過去になります。これらの事は、ご存知だと思いますが、念の為。次からが本題です。 垂直に放たれた太さのある光のビーム、その波面(青線)を考えてみましょう(b)。 右へ運動している場合、左方が右方に対して時刻が進んでいるので、波面は(d)のように傾きます。それに直角な方向が光の進行方向(伝播方向)です。箱が破線の位置にある時放たれた光は、緑色の経路で壁に到達します。その到達時刻に放たれたれる光はピンクの経路で壁に向かいます。光の伝播方向は波面に従うので斜め、しかしある瞬間の描写(スナップショット)としての光の柱は垂直です。つまり、動画にすれば、垂直な柱が右に移動して行く事になります。ちょっと意外かも。斜めの伝播は光速不変ですが、垂直方向の「みかけの伝播」は遅くなります。 良くみかける斜め光跡は、ある瞬間の描写(スナップショット)では無く、光の短いパルスの進む「伝播経路」です。二種類の描像が可能である事にも注意してください。 錯覚が無いと良いですが。 不信な点などあれば、ご指摘ください。