[冬樹さんの４月２４日の日記の思考実験でH2Oが光速で飛んだら]
０ ｔ
｜＿｜ ｖ→ ｜＿｜TOTO
↑ ↑
↑ ↑ ↑
ｃ ↑ ↑ H2O
↑ ↑
↑ ↑
○ 冬樹さん
ｃ＾２＋（ｖｔ）＾２＝（ｃｔ）＾２
ｔ＾２＝ｃ＾２／（ｃ＾２−ｖ＾２）＝１／（１−β＾２）
∴ ｔ＝１／√（１−β＾２）
但し、β＝ｖ／ｃ、ｃ＝光速、ｖ＝新幹線の速度
TOTOと冬樹さんの距離はｃです。従って列車内では１秒で到達します。
新幹線の外から見てｔ秒掛かったとして、ｔを求めるのが上の計算。
ローレンツ変換の係数１／√（１−β＾２）が求まります。
[相対論がなりたち、しかも、もしエーテルがあったら]
化学物質のエーテルではなく、光を伝える媒質のほうです。
マイケルソン・モーリーの光干渉実験で、空間をエーテルが満たしているとします。
記号は、
ローレンツ変換の絶対速度＝Ｃ
エーテル を光が伝わる速度＝Ｌ
干渉計がエーテル を進む速度＝ｖ
干渉計の光路の長さ＝ｋ
干渉計が進む方向に対して垂直な光路を光が往復する時間＝ｔ０
干渉計が進む方向に対して平行な光路を光が往復する時間＝ｔ１
β＝ｖ／Ｃ 、 β’＝ｖ／Ｌ
と、します。
Ｌｔ０＾２＝ｖｔ０＾２＋２ｋ＾２
ｔ０＝２ｋ／Ｌ・１／√（１−β’＾２）
ｔ１＝ｋ√（１−β＾２）／（Ｌ−ｖ）＋ｋ√（１−β＾２）／（Ｌ＋ｖ）
＝ｋ√（１−β＾２）／Ｌ・２／（１−β’＾２）
ｔ０／ｔ１＝√（１−β’＾２）／√（１−β＾２） −（１）
１．Ｌ＝Ｃ
光がエーテルを進む速度がＣに等しい場合。
β＝β’となるから、１式は、ｔ０／ｔ１＝１となる。
これは今までなされてきた、エーテルはないとした場合の、干渉実験の結果と一致することになる。すなわち、この場合。マイケルソン・モーリーの実験では、エーテルがあるかないかは分からない。
２．Ｃ＝∞
ニュートン力学の場合に相当する。
β＝０ となるから、１式は、ｔ０／ｔ１＝√（１−β’＾２）となる。
相対論が成り立たないとした場合に、この時間差により干渉が起こることが予想される。 しかし、実際には干渉は起こらない。故に、相対論が成り立っている。
もし、干渉実験を精密に行って、ほんの微かに干渉が起こっていることが観測されれば……１、２のどちらとも異なる……、エーテルの存在を示しているのではないだろうか？
[宇宙船はのびる]
いろもの物理学者さんの日記から辿って冬樹さんの日記の宇宙船を一瞬で加速して亜光速にすると宇宙船はのびるのだという説明を読んだ。
「ミンコフスキーの図を描いて見るとややこしい話しですなー。伊藤氏の「縮む」というのは間違いで、いろもの物理学者たちの「のびる」説明のほうが正しいと思うけど、その場合にしても光速を超えている現象があるのではないか。
亜光速で運動する慣性系Ｓ＊から見ていると、宇宙船の先頭が 始める瞬間以前には一光年よりずっと短かった宇宙船がその一瞬に一光年のたとえば何十倍かにのびてしまう。
加速時間のとり方によっては、宇宙船ののびる速度が光速を超えている。」
と最初思ったりしたけど、この「一瞬」は結構長いので、宇宙船ののびる速さは光速を超えていない。
それにしても大きな宇宙船を加速するのは難しいのですね。この方法のように全体を一度に加速すると何千倍かに引き延ばされて壊れてしまう。＞ありっ？小さくても同じか。
実際にはそんな大きなサイズの宇宙船はないけれど、多数の船が大きなサイズの船団を組んで旅行をすることはあるだろう。その場合、例えば、先頭から後部まで一光年ある船団がいっせいに加速すると千光年の長さに船が散在してしまい、とても不便だ。
僕のお薦めは、最後尾の船から順に加速する方法。これだと、船団の前の方の船達は止まっていて、後ろの船達が進むのだから船団の長さは縮んできます。一年掛けてローレンツ短縮程度の長さになったところで船団全体の加速が終わり、亜光速で飛び去ります。
Ｓ系から見て縮んでいても、Ｓ＊では一光年のままなので大丈夫。
[Ｌ＜Ｃ]
[光速３００倍]
非固定式軌道エレベーターと軌道ロープウェイ
シンクタンク「ケダランドの愉快な仲間たち」によってユニークな惑星-衛星間の
燃料の要らない移動手段”軌道ロープウェイ”が提案されましたので、ご報告します。
多少編集はしましたが、討論の原文のままなので、読みづらいかも知れませんがお
許し下さい。
僕の”非固定式軌道エレベーター”や、修理系エンジニア氏の”軌道ロープウェ
イ”をいつかＳＦの中で描いてみたいと思っているのですが、先に
他の作家のかたがこのアイデアを使われても、法的手段をとる気は全然ありませんの
でご自由にＳＦgadgetとしてご利用下さい。(^^;) KEDAの名がいつか書かれるその
小説のどこかに出てくれば、ケダランドのメンバーは喜ぶだろうなと空想したりしてい
ます。
※修理系エンジニア氏＝修理屋アさん
この頃はこう名乗っておられました。
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＞河本
火星のダイモスを静止軌道に持ってきて、軌道エレベーターの基地にするといのは
クラークのアイデアでしたか？今のままでも使えるじゃん、と思うのですけど。ダイ
モスの火星地面に対する速度は１６０ｋｍ／ｈぐらいだから、鉄道を引いておけば、
充分追いかけられる。
＞高野史緒
理論上はね。でも実践ってどうなるんだろう……
だーかーらー！ コストがかかるってばー。必要な時だけ宇宙船を打ち上げたほう
がローコストでは？
＞かずめ
あと、成層圏外への輸送の需要が高まったら、いちいちシャトル飛ばして空を混雑
させるよりも、エレベーターのライン作っちゃった方が安定、という可能性も。
＞高野史緒
地球ならね。
でも火星は「走りっぱなしの列車ーダイモス」ラインを作るほど混むかなぁ。
何にしても、地球の軌道エレベータは途中で切れたら、ある一定の高度以下（何キ
ロだっけ？ 28000キロだったかな？ ああ、野尻さんがどのくらいか教えてくれた
のに、忘れた）は。ぜえ〜んぶ痴情もとい地上に落ちてくんねんで〜。しかも、勢い
がついてないから燃え尽きない。ミールどころの騒ぎではないのだ。
＞河本
止まらない列車には乗れないのだ。１００ｋｍぐらいの長さの線路とその両端に駅
があればよいわけ。火星の真っ青な空のかなたに一筋の銀の糸が見えてきたら、待合
室から列車に乗り込みます。軌道エレベーターが近づいて来ると、列車は出発し、速
度を上げてエレベーターの先端と連結します。それから列車の屋根を開けて、コン
パートメントごと縦につながってエレベーターを登り始めます。列車は下りの連結コ
ンパートメントを積み込んで、エレベーターを離れ、減速して終点の駅に向かいま
す。
銀色の塔はやがて細くなり肉眼では見えなくなります。次にこの地上宇宙相互乗り
入れ列車の駅の上を軌道エレベーターが通過するのは５日後になります。おがさわら
丸も５日に一度だけ小笠原父島まで往復していても、島の人々は生活できているのだ
から、火星でも大丈夫。なんちゅう比較じゃ。１本のエレベーターを火星の各地で使
うのだから、経済的でもあるし。
こういう”絵”のあるＳＦ書こうと思っているのだけど、高野さん、先にこのアイ
デア使っちゃいや。(^^)
＞修理系エンジニア
「軌道ロープウェイ」
こんなんいかがでしょう？
まず、単分子ワイヤを数本撚ったケーブル（材質は金属炭素なんかおすすめかな）
で火星一周プラスαのワッカを作ります。
それを、火星一周してから、ダイモスに引っかける。
ダイモスにはでっかい滑車でもつけて起きましょう。摩擦対策が大変なので、磁気
ベアリングなど工夫がいります。
あとは、ワイヤの地上にある部分に駕籠でも引っかけておけば、５日周期で軌道上
まで運ばれる訳です。
運びあげた分だけ、ダイモスの軌道が低くなると思いますが、しばらくは大丈夫で
は？
＞河本
:>軌道ロープウェイ
すごいアイデア。修理系エンジニアさんのオリジナルですか？パテントを取ってお
きましょう。
これは”静止していない衛星”で成立する方法ですね。太陽系では、あと、フォボ
ス−火星、月−地球、カロン−冥王星、の系で使える。火星ではフォボスを使った方
が早く軌道上に登れますね。
材料のこと
カーボンナノチューブとかフラーレンとかはそんなに丈夫じゃないの？
＞修理系エンジニア
いちおう、オリジナルアイデアではありますが、河本様の「糸が見えたら〜」で思
いついたので共同特許にしませう。
こんなんやるのはきっとアメリカ人ですから、あっちは先思いつき主義なので、こ
このlogがあればＯＫですな。
ケダ様そのときはよろしくお願いいたします。m(__)m
カーボンナノは結構丈夫って、記事にでてたような気が。たしかじゃありません
が。
フラーレンは煤ですからねぇ……どうなんでしょうね。
＞河本
:>カーボン
ここの、
”カーボン・サイエンス ”
”イメージ・アーカイブ [NEW!!]”
”フラーレンポリマー”
にいろいろ解説があります。
”カーボンナノチューブの計算機実験 （詳細） [UPDATE!!]”を読むと、ヤング
率…何だっけ？…がダイヤモンドに匹敵すると書いてある。有望ではないですか。
:>修理系エンジニアさま
>>「糸が見えたら〜」で思いついた
たったそれだけのヒントから思いつくというのはある種才能ではありませんか？科
学者になれば良かったかも。そーでないか。これだとＭad Ｓcientistになってしまう。(^^;)
＞ケダ
:>修理系エンジニアさん、河本さん
:>ここのlogがあればＯＫですな。
ログ管理はしてないんです、ここ。垂れ流しなの。(^^;)
一応、送られてきた投稿メールをゴミ箱に入れないようにしますが、わたしのこと
なので、いつ何時キレてクリアしてしまうかわからないので、ここの該当ページの
ソースごと保存しておかれることをお薦めいたします。
＞かずめ
:>河本様
>> すごいアイデア。修理系エンジニアさんのオリジナルですか？パテントを取っ
ておきましょう。
いやあの、「原理的には可能でも実現不可能」として特許が認められない例とし
て、「巨大な薄膜で地球全体をくるんでしまうオゾン層保護の方法」とかいうのが参
考書に載っているくらいなので、まず無理だと思います。
それに出願から２０年しか効果無いから、同じレベルの建造物が実現するように
なってからでいいかも。
うちでやると一件５０万円くらいから。先に構築物イメージの意匠登録をしといた
方がいいかも。
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森下さんからのコメント ：
＞森下です。シンクタンク”ケダランドの愉快な仲間たち”でのやりとり
愉快ですね。読んでいて、色々と刺激されました。
＞私としては、軌道ロープウェーよりも河本さんの、衛星からフック
（or アンカー？）が垂れ下がっていて、それとドッキングするという
イメージに惹かれました。別に鉄道を引かなくても、航空機でもいい
わけですよね？ でも、フックを地上近くまで垂らして軌道をまわって
いると、大気との摩擦で衛星がだんだん落ちてきそうですが、そこの
あたり大丈夫なんでしょうか？ ……などと、楽しく想像が広がります。
＞高野さんのおっしゃっていた軌道エレベータの崩壊の話、たとえば
火星だとＫ・Ｓ・ロビンスン『レッド・マーズ』で描かれてますよね。
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森下さんのアイデアは、地上の設備の建設費が要らないメリットがありますね。
それから、大気との摩擦の問題は、ダイモスの質量が大きいので、たぶん大丈夫なのではないかな。
非固定式軌道エレベーターが、低軌道を巡っているフォボスとぶつからない工夫がいります。
エレベーターは火星大気中を移動しているので、翼を何カ所かに付けておけば、うまくフォボスの軌道をかわして移動できるでしょう。
軌道ロープウェイのほうは、木星のガリレイ４衛星全部に架けてみたい気がするけど、この場合はいろいろと問題があります。
４つの衛星の配置によって、４衛星に掛けたロープの長さが変化するので、その問題を解決しなければならない。
なお、４衛星が全部木星の片側に集まることがあると、ロープが木星本体に掛かりシステムが破壊されてしまいますが、確か衛星の公転周期がお互いに整数比になっているせいで、この現象は起こらないはずだったと思う。
※いつか図面など付け加える予定です。
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