重力による時空の歪みU(時間遅れ) | |
(1) 次に定点Oおよびこれを原点とするx軸が設定された無重力 空間S'を考える。 いま、動点Pが定点Oを始点として初速度0,加速度αでx軸正 方向に運動し、この点P上にはこれを原点とし、x軸と正方向を 同じくするX'軸が設定されている。 また、動点Pが定点Oを出発した後のx軸上およびX'軸上での 経過時間をそれぞれt,T',光速度をcとしたとき、 長さの次元で表した時間w,W'を次のように定義する。 w=ct,W=cT' (2) 微小変化(dx,dw),(dX',dW')を考える。加速度座標系X'-W'も 局所的には慣性座標系x-wと同様に ミンコフスキー時空上の座標系だから、 座標変換に対する不変量は次のように表される。 ds'2=dx2−(イ)dw2=dX'2−(イ)dW'2…A いまX'に変化がないとするとdX'=0,dx=αtdt=αw/c2 dwとなり、 αt/c=αw/c2 <<1のとき、 Aは(ハ)をα,w,cの式として近似的に dw2=(1+(ハ))dW'2…A' さらに、x=(1/2)αt2=(1/2)α(w/c) 2より (ハ)をα,x,cの式に変えると、A'は dw2=(1+(ニ))dW'2…A'' |
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☆ ポイント ・ ローレンツ変換の不変量 ・ 位置−速度−加速度の関係 ・ 微小量δに関する近似式|δ|<<1のとき(1+δ)a≒1+aδ |
すうがく道場 数学・科学の窓 ☆一般相対性理論(5)☆