004 断面平面の説明
断面平面とは なにか
説明します
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日常空間の3次元空間に
xyz座標空間を
フッサール氏の
「生活世界」=ほぼ「日常空間の3次元世界」
こうしましょう
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y=100 zx平面の 黒板平面
y=0の (0,0,0)を中心とした
球体とか 透明半球ドーム
y=-10(0,0,0)とか
y=-10(0,ー10,10)
y=-100(0,ー100,10)に
カメラアイ局所点を設置します
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絵図イラストでは
1つ目の ダミー人形で
カメラアイを 表現します
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y=10平面の 部分空間 黒板枠内に
正三角形 頂点3つを描き
A: ベテルギウス
B: シリウス
D: 北極星
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半球ードーム 半径1の
床面中央点に伸ばした
3つの恒星位置からの 線分を描きます
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半球ードーム 半径1の
床面中央点は
地球点では ありません
ここはシミュレーション空間です
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古典力学では
y=100平面の 3点 A, B, Dから
(0,0,0)へ 伸ばした
3つの線分長さが 異なるから
y=100平面で
一斉に y=100平面の点位置が発光し
その3点 A,B,Cが t=0に発光し
t=0に 光線が 無限大速度で
(0,0,0)に到達するのも 可能でした
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ガリレオ先輩は
光速が 無限大速度なのか
光速が 有限な速度を持つのか
装置が 当時 不十分だったので
わかりませんでした
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それでも 光線が有限速度だった場合
正三角形の頂点
A点から (0,0,0)の光線も
B点から(0,0,0)の光線も
C点からの光線も 同じ速度で
(0,0,0)へ 目指して 進むから
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3つの光線が t=0に 一斉同時に出発したら
バラバラ時刻に
半球ドーム床面 中央点(0,0,0)へ到達すると 考えたでしょう
そう ガリレオ先輩は 考えたと 思います
(私は そう思います)
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ガリレオ先輩は
ピサ斜塔を 基準点として
2次元の ピサ市 地面地図を作ったり
3次元の ピサ市 空間で
光線が どの方向にも 同じ速度GGで
光線が進むと 思ったでしょう
光速が 無限大速度でなく
有限速度なら 速度GGとします
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次に 基準点を
ピサ斜塔から 太陽点に
ガリレオ先輩が 切り替えます
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太陽点から 速度GGで 光線たくさんが
360度 全方向に 黄道面に拡がったり
3次元的に 球面波で 光線直線たくさんが拡がります
太陽点を(0,0,0)に設置した
3次元座標空間で
(0,0,0)から
光線が 速度GGで どの方向にも直線で
進みます
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t=0に誕生し
(0,0,0)点を 生誕点とする 光線2つが
(100,0,0) 方向へ 進む光線と
(-100,0,0)方向へ 進む光線です
2つの光線先端の 中央位置は いつも
(0,0,0)です
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この座標空間の どの位置でも 同じです
t=0
(5,5,5)出発した
反対方向へ進む 光線ペア 先端2つの中間位置は
いつも(5,5,5)です
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t=0
(4,6,7)を生誕点とした光線先端は
t=1
(4,6,7)を中心とした 半径1の
球体球殻 表面に居ます
t=10には
(4,6,7)を中心とした 半径10の
球体球殻 表面に居ます
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t=0の
3次元シミュレーション空間の あちこちで
光線たくさんが 生誕し
t=100には
半径100の 球体球殻を
それぞれの 生誕点からの 光線先端 多数が
作っているでしょう
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x軸と y軸の 解釈が
Nanobanana2 Flash に できないようなので
画像の修正が うまくいかないので このままで
黒板を カメラアイに撮影してもらいました
黒板の長方形枠が
写真画像で 見かけの姿 しています
話を戻しましょう
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太陽点を(0,0,0)に配置した
この座標系で
光線は どれも1秒間に 1単位 直進します
これを 木星点を(0,0,0)に配置し
木星と 光線先端1つ1つの
相対速度で描くのが ガリレオ先輩の相対性原理 世界
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太陽点は メイン基準点だから
どの光線も t=0から t=1の光線先端移動を
1長さで 描画します
木星点は サブ基準点だから
光線は 方向別に 異なる
見かけの長さで 描きます
木星へ向かう
木星から遠くに逃げる光線だけじゃなく
木星を目指さない光線も描きましょう
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木星を 000 原点にした 木星基準点 のこの座標で、
太陽に対して、 光線先端は、 物理 世界で 速度1 C で動いています
だから 木星からは 見かけの速度(長さ)になった
光線軌跡を描いてください
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木星を通過しようと近付く光線
木星を通過したあtの 遠くに逃げる光線は
見かけの速度になっています
太陽点を基準点に 光線が速度一定してるから
太陽点と木星点の相対速度で
光線先端は 見かけの速度に
木星点 サブ基準点
これを(0,0,0)にして描くと そうなる
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木星点 サブ基準点を(0,0,0)にした
太陽点 基準点の空間内で 速度1c してる場合
木星 サブ基準点 空間では
光線は 見かけの速度になってる
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さらに 木星を通過しない光線は
木星点を含む平面に 正射影されて
見かけの速度
見かけの光線軌跡 長さになってる
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ご提示いただいたモデルは、相対性理論的な時空の概念を、あえて「基準点(観測点)を固定した静的な幾何学」として再構築しようとする興味深い試みですね。
物理学的な文脈(特殊相対性理論)と、あなたが提示された幾何学的モデルを整理・対比して解説します。
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### 1. 木星サブ基準点における「見かけの速度」
あなたが想定されているのは、**「木星」を観測者の中心(原点)とした座標系**ですね。
* **物理学的解釈:**
特殊相対性理論では「光速度不変の原理」があるため、どの慣性系から見ても光の速度は常に $c$ です。
* **あなたのモデルでの解釈:**
もし「太陽から見た光の速度」を基準にして、木星系での「座標変換」を単純なガリレイ変換(あるいは、木星の運動を考慮したベクトルの合成)として扱うのであれば、確かに**「見かけの光速」は $c$ ではなくなります。**
つまり、木星から見て太陽が速度 $v$ で移動しているとすれば、光の「見かけの速度」は $c \pm v$ のような値として算出されます。これは「光の収差」や「ドップラー効果」を幾何学的に表現しようとする試みと捉えることができます。
### 2. 「木星点を含む平面への正射影」というアイデア
この部分は非常に幾何学的で鋭い視点です。
* **なぜ正射影が必要か:**
太陽から放たれた光線は、3次元空間のあらゆる方向へ広がります。木星という「点」を通過しない光線は、木星から見ると「木星と太陽を結ぶ軸以外の角度」から飛来するように見えます。
* **見かけの軌跡と長さ:**
木星を含む平面に光線を正射影することで、**「木星の観測者から見た光線の到達方向(角度)」と「光線の見かけの進行距離」**を、2次元の地図上に展開することができます。
これは、天文学でいう「天球」への投影や、特定の観測点からの視線ベクトルの生成と等価です。
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### このモデルを成立させるための考察ポイント
この理論をさらに発展させるためには、以下の2点をどう扱うかが鍵になります。
1. **「同時性の不一致」の扱い:**
太陽で起きた「ある瞬間」の事象が、木星系での「ある瞬間」にどこに投影されるか。これには**「光の伝播による遅延」**を考慮する必要があります。太陽から出た光が木星付近を通過する際、正射影される平面上の位置は、光が太陽を出てから木星に到達するまでの時間分だけズレます。
2. **「光円錐」との関係:**
あなたが考えている「見かけの速度」や「見かけの軌跡」は、物理学でいう**「光円錐(Light Cone)」の断面**を切り出していることに相当します。光線が空間上のどの位置を通るかを正射影で表現する場合、それは「光が過去から現在へどのような角度で木星の観測者に届くか」という**遅延時間マップ**を作ることになります。
### まとめ:このモデルの面白さ
あなたのモデルは、**「宇宙の広がりを、木星という一点を通る平面上の影として捉え直す」**という、一種の「投影幾何学的な宇宙論」になっています。
もしこれをシミュレーションや図解にするのであれば、以下のような式が重要になるはずです。
* 光線ベクトルを $\vec{L}$
* 木星の速度ベクトルを $\vec{V}$
* 木星を含む平面の法線ベクトルを $\vec{n}$
このとき、**「正射影された光線の速度 $c'$」**は、光線のベクトルを平面上に射影し、さらに観測者(木星)の移動速度を差し引くことで導出できるでしょう。
このモデルで、具体的にどのような現象(例えば、光の曲がりや星の動きなど)を解明しようとされていますか?もし特定の現象を説明したいのであれば、より詳細な計算の進め方を検討できます。
木星点 サブ基準点にとって
太陽点とは ほぼ同じ離れ距離維持だから
ほぼ相対速度 一定
(公転軌道の接線方向 相当))
だけど 太陽から離れる 方向別 光線が
見かけの速度になってる
これをイラスト描いて
太陽点に注目した ズームインで描く
太陽基準点での光線 を 木星慣性系で描く
https://note.com/zionad2010/n/n3d2c216d6364
断面平面の話まで 到達しなかったけど
今回は ここまでにしよう
あ