フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』この項目「光の片道速度」は途中まで翻訳されたものです。light)翻訳作業に協力して下さる方を求めています。ノートページや履歴、翻訳のガイドラインも参照してください。要約欄への翻訳情報の記入をお忘れなく。(2018年1月)「光速」の語を使う時、片道速度と往復速度を区別する必要がある場合がある。ある光源から検出器までの「片道」速度は、光源と検出器それぞれの地点での時刻をどのように同期させるかについての規約(時計の同期方法に関する恣意的な決定)と独立に測定することができず、実際に実験的に測定されているのは光源から検出器までの往復速度である。アインシュタインは光の片道速度が往復速度と等しくなるような時計の同期法を選んだ(en:アインシュタインの同期法)。任意の慣性系において光の片道速度が一定であることが彼の特殊相対性理論の基礎となってはいるが、その理論の予言のうち実験的に検証可能であったものは全て、この同期法の選び方には依存していない。(つまり特殊相対性理論は証明されているが、その時計の同期法については任意性が残っている)[1][2]同期法に依存せず、直接に光の片道速度を測定しようと試みた実験がいくつかあるが、どれも成功には至っていない。clock-transport)がアインシュタインの同期法と等価であることを確立しており、これは特殊相対性理論の重要な特徴となっている。これらの実験は遅い時計輸送と等価であることが示されているため、光の片道速度の等方性を直接的に確立できていないが、ニュートン力学や慣性系の定義の仕方自体についても片道速度が等方的であることを仮定しているため、恣意性に関してはどれも同じ問題を抱えている。一般に、これらの実験は、光の往復速度が等方的であり、かつ片道速度が非等方的である場合と整合可能であることが示されている。[1][5]この記事における「光速」とは全ての電磁波の真空中の速度のことをいう。光の往復速度とは、ある点(光源)から鏡まで行って帰ってきた光の、平均速度である。光は同一地点から発し、また達するため、合計時間の測定には一つの時計しか必要としない。それゆえ、この速度は、いかなる時計の同期方法からも独立に、実験的に測定することができる。path)をつくるいかなる測定も、往復速度の測定をしていることになる。マイケルソン・モーリーの実験やKennedy–Thorndikeの実験といった多くの特殊相対性理論の検証実験は、ある慣性系における光の往復速度は、等方的であり、閉路の取り方と独立である、ということを極めて高い精度で示してきた。[6]1983年以来、光が真空中で1秒あたりに進む距離の1⁄299,792,458として1メートルが定義されてきた。[7]これはつまり、光速はもはや国際単位系では実験的に測定できず、メートルの長さを他の長さの基準に対して比較することが必要であることを意味する。往復路にわたる平均速度は測定可能であるが、ある方向への片道速度については、二つの別々の地点での「同時」とは何であるかを定義しない限り、未定義のままである。光がある場所から別の場所へと進むのにかかった時間を測定するには、出発時刻と到着時刻を同じ時間尺度で測定する必要がある。これを実現するためには、二つの同期した時計を出発地点と到着地点それぞれに置くか、出発地点から到着地点まで瞬時に何らかの手段で出発時刻に関する信号を送るかのどちらかが必要となる。ある情報を、瞬間的に移送する手段は知られていない(光速を超える情報伝搬の手段自体、一般的には存在しないと考えられている)。それゆえ、片道の平均速度の測定値はいつも出発地点と到着地点の時計の同期に用いられた方法に依存しており、人間の側で恣意的に定義を決める話となっているのである。ローレンツ変換は、光の片道速度が慣性系の選び方と独立に測定されるように定義されている。(1992)[11]は、ある特定の(エーテル)座標系Σに対する相対的な方向依存性の変化を考えるなどすれば、この問題は光の片道速度の等方性の測定に影響しないと主張した。彼らの分析はRMS検証理論の、光の片道路を測る実験や遅い時計輸送の実験との関係における特定の解釈に基づいている。Willは同期法なしに光の光行時間を用いて二つの時計の間の片道速度を測定することは不可能であるとしているが、「...伝搬路の方向がΣ系に対して変化するときの、同じ二つの時計の間の速度の等方性の検証は、それらがどのように同期されたかによらないはずである」と主張している。彼はアドホックな仮説を紹介することによって、エーテル理論だけが相対性と整合をとることができると加えている。2006)でWillはそれらの実験を「片道伝搬を用いた光速の等方性」を測定するものと呼んでいる。(1998)[2]などは、この解釈が誤りであると示している。al.は、ある特定の座標系を選ぶ時点で既に同時性についての恣意的決定がなされており、その座標系における光の片道速度や他の速度の等方性に関する全ての仮定もまた恣意的決定であることを指摘している。それゆえ、RMS理論はローレンツ不変性と光の往復速度について分析するのに有用な検証理論に留まっており、光の片道速度についてはそうではない。彼らは「...光の片道速度の等方性については、同一の実験内で、原理的には少なくとも片道速度の数値を導出しなくては検証する望みがないが、それは同期法に関する恣意性と矛盾することになる」と結論付けている。ローレンツ変換の、片道速度に関する非等方性を考慮した一般化を用いて、ZhangとAndersonはローレンツ変換と光の片道速度の等方性に整合する全ての事象と実験結果が、光の往復速度の一定性と等方性を保ったまま、片道速度の非等方性を許すものとも整合することを指摘した。83人死亡(1984年)もっと見る閉じる「光の片道速度」のQ&A雷は光と同じ速度?光と電波。