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テレル回転またはテレル効果は、特殊相対性理論によれば、光速のかなり遅い速度で移動する物体が受ける視覚的な歪みのことである。この現象はロジャー・ペンローズとジェームズ・エドワード・テレルの両者によって独立して説明された。ペンローズの論文は1958年7月29日に提出され、1959年1月に出版された。 [1]テレルの論文は1959年6月22日に提出され、1959年11月15日に出版された。 [2]この一般的な現象は、オーストリアの物理学者アントン・ランパによって1924年にすでに指摘されていた。[3]
この現象は、ヴィクター・ワイスコフがPhysics Todayの記事で広めた。[4]
優先順位と正しい帰属に関する初期の論争のため、この効果は、ペンローズ-テレル効果、テレル-ペンローズ効果、またはランパ-テレル-ペンローズ効果と呼ばれることもあり、ランパ効果とは呼ばれない。
さらに詳しく
対称性により、これは動いている観測者から見た静止した物体の視覚的外観と同等です。ローレンツ変換は加速度に依存しないため、物体の視覚的外観は瞬間速度のみに依存し、観測者の加速度には依存しません。
テレルとペンローズの論文は、特殊相対性理論は動く物体の「観察される収縮」を記述しているように見えるが、これらの解釈された「観察」は、動く物体の目に見える外観に関する理論の文字通りの予測と混同されるべきではないと指摘した。物体のさまざまな部分から観測者に届く信号の異なる時間差効果により、遠ざかる物体は収縮して見え、近づく物体は（特殊相対性理論の下でも）引き伸ばされて見え、通過する物体の形状は回転したかのように歪んで見える。R. ペンローズによると、「後続部分からの光は球体の後ろから観測者に届きますが、球体が絶えず移動しているため、それが可能になります」。[2] [1]
通過する物体の画像の場合、物体の横断面上の点間の距離が見かけ上縮むのは、視野角の見かけ上の変化によるものと解釈でき、物体の画像は回転しているように見えると解釈できる。特殊相対性理論の予測に関する、これまでよく知られていた説明では、通過する物体が縮んで見える（たとえば、球から平らな楕円体に）とされていたが、これは誤りだった。球が移動すると、ローレンツ収縮した楕円体のさらに遠い点からの光が目に届くまでに時間がかかるため、球は円形の輪郭を維持する。[2] [1]
テレルとペンローズの論文は、この訂正の結果を検討した多数のフォローアップ論文[5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]を主にアメリカ物理学会誌に発表した。これらの論文は、特殊相対性理論に関する既存の議論の一部に欠陥があり、理論が実際には予測していなかった効果を「説明」していると指摘した。これらの論文は特殊相対性理論の実際の数学的構造をまったく変えなかったが、理論の予測に関する誤解を正した。
テレル効果の表現は、MITが発行した物理シミュレーター「 A Slower Speed of Light」で見ることができます。
参照
参考文献と参考文献
- ^ abc ロジャー・ペンローズ (1959). 「相対的に動く球体の見かけの形状」.ケンブリッジ哲学協会紀要. 55 (1): 137–139. Bibcode :1959PCPS...55..137P. doi :10.1017/S0305004100033776. S2CID 123023118.
- ^ abc James Terrell (1959). 「ローレンツ収縮の不可視性」. Physical Review . 116 (4): 1041–1045. Bibcode :1959PhRv..116.1041T. doi :10.1103/PhysRev.116.1041.
- ^ アントン・ランパ (1924)。 「Wie erscheint nach der Relativitätstheorie ein bewegter Stab einem ruhenden Beobachter?」。Zeitschrift für Physik (ドイツ語)。27 (1): 138–148。Bibcode :1924ZPhy...27..138L。土井：10.1007/BF01328021。S2CID 119547027。
- ^ Victor F. Weisskopf (1960). 「急速に移動する物体の視覚的外観」. Physics Today . 13 (9): 24. Bibcode :1960PhT....13i..24W. doi :10.1063/1.3057105. S2CID 36707809.
- ^ Mary L. Boas (1961). 「相対速度における大型物体の見かけの形状」. American Journal of Physics . 29 (5): 283–286. Bibcode :1961AmJPh..29..283B. doi :10.1119/1.1937751.
- ^ エリック・シェルドン (1988). 「テレル効果の紆余曲折」.アメリカ物理学会誌. 56 (3): 199–200. Bibcode :1988AmJPh..56..199S. doi :10.1119/1.15687.
- ^ ジェームズ・テレル (1989). 「テレル効果」.アメリカ物理学会誌. 57 (1): 9–10. Bibcode :1989AmJPh..57....9T. doi :10.1119/1.16131.
- ^ エリック・シェルドン (1989). 「テレル効果: 起きろ、起きろ!」アメリカ物理学会誌57 ( 6): 487. Bibcode :1989AmJPh..57..487S. doi :10.1119/1.16144.
- ^ John Robert Burke およびFrank J. Strode (1991)。「テレル効果を使った教室での演習」。American Journal of Physics。59 ( 10): 912–915。Bibcode :1991AmJPh..59..912B。doi :10.1119/1.16670。
- ^ GD ScottとHJ van Driel (1970)。「相対論的速度での幾何学的出現」。アメリカ物理学ジャーナル。38 ( 8): 971–977。Bibcode :1970AmJPh..38..971S。doi : 10.1119/1.1976550。
- ^ PM Mathews および M. Lakshmanan (1972) 。 「相対的に移動する物体の見かけの視覚的形態について」。Nuovo Cimento B。12B ( 11): 168–181。Bibcode :1972NCimB..12..168M。doi : 10.1007/BF02895571。S2CID 118733638 。
- ^ GD Scott および MR Viner (1965)。 「相対速度で移動する大型物体の幾何学的外観」。American Journal of Physics。33 ( 7): 534–536。Bibcode :1965AmJPh..33..534S。doi :10.1119/1.1971890。
外部リンク
- ペンローズ・テレル効果を説明するウェブページ
- 動く物体の外観に関する詳細な説明と視覚化
- ペンローズ・テレル効果のインタラクティブシミュレーション