Loading article…
理論物理学において、優先フレームまたは特権フレームは通常、物理法則が他のフレームの法則とは明らかに異なる（より単純である）ように見える 特別な仮想的な 参照フレームです。
相対性原理を慣性運動に適用する理論では、物理学はすべての慣性系で同じであり、一般相対性原理の下ではすべての系で同じです。
エーテル理論における優先フレーム
光は変更不可能で検出可能な発光エーテルに対して一定の速度で移動すると仮定する理論では、このエーテルが静止しているフレームが推奨されるフレームとなる。1887 年、マイケルソンとモーリーはエーテルの運動状態を特定しようとした。そのために、彼らは時計と定規がガリレオの相対性を満たすと仮定した。つまり、定規の長さと時計の周期はガリレオのフレームが変わっても不変であるという仮定である。このような仮説のもとでは、エーテルは観測されているはずである。
異なる方向で行われた測定値を比較し、地球の公転速度による影響を探すことにより、彼らの実験は有名なゼロ結果をもたらした。その結果、ローレンツエーテル理論内ではガリレイ変換がローレンツ変換に置き換えられた。しかし、ローレンツエーテル理論では検出不可能なエーテルの存在が想定されており、相対性原理が成り立つ。この理論はすぐに特殊相対性理論に置き換えられ、観測不可能なエーテルが存在しない同様の式が与えられた。両方の理論において、すべての慣性系は物理的に同等である。より正確には、いかなる現象も運動の相対性原理に違反しない限り、量子波の伝播の可能性のある媒体に関して慣性観測者の速度を測定する手段はない。
慣性系は非慣性系よりも優先される
すべての慣性系は古典力学と特殊相対性理論の下では同等であるが、これらの理論ではすべての慣性系の集合は非慣性系よりも優先される。[1] : 10 慣性系が優先されるのは、原因がシステムの外部にある物理法則を持たないのに対し、非慣性系にはその原因があるためである。アインシュタインは次の例を示している。2 つの等しく構成された弾性体が空間内に存在し、それらの間の相互作用が無視できるほど離れており、唯一の相対運動が両方の体の中心を結ぶ線の周りの一様な剛体回転 (車軸の周りを回転する車輪のように)であるとする。物体の 1 つは球体で、もう 1 つは押しつぶされた球体である回転楕円体である。物体の観測可能な固有の物理的形状は、すべての系で同じままである。回転しない回転楕円体系では、原因がシステムの外部にあり、回転楕円体の扁平化の原因となる物理法則を持つ。回転しない球面系はそうではないので、外部原因を必要としないという点で特権的である。これはすべての慣性系に当てはまり、同じ点で特権的である。[1] : 209 アインシュタインは一般相対性理論と等価原理を展開し、その中で慣性重力系はもはや特権的ではなくなった。[1] : 215–223 なぜなら、時空の測地線はこれらの慣性重力効果を外部原因なしに説明できるからである。[2]
参照
参考文献
さらに読む
- アインシュタイン（1954）相対性理論、特殊理論と一般理論