一種の特異点問題

光速不変の原理は相対性理論に関心のある方なら当然、御存知と思います。任意の等測度運動している観測者にとって、光速は常に一定であるという原理ですが、これは仮に光速で運動している観測者にとっても成り立つということです。しかし、でも、ちょっと待ってよ、と思ったのです。光速で運動している光子にとって、宇宙は体積０の一点にまで縮まっているという説明を思い出したのです。光子にしてみれば、宇宙は０の点状だから、宇宙中を渡っていくのに要する時間は０となる。つまり、光子でない光速より低い速さで運動している観測者からして、たとえ宇宙の端から端まで（端があればですが）光子が運動しても、光子の時計は時を刻まないことになるということでしょう。
すると、光子から他の光子を観測しようとしても、光子にしてみれば宇宙自体が大きさ０になっているのだから、他の光子の運動速度など計測できるはずがない、ということにならないでしょうか？粒子でも物体でも、その運動速度を測るためには、その粒子なり物体なりが、０でない距離を有限の時間をかけて移動していく必要があると思うのです。そうではないでしょうか？
すると、光速不変の原理は、当の光速で運動している光子には確かめようがないことになる。いや、光速不変の原理だけでなく、運動の法則を何らかの方程式で表すこと自体が不可能とならないでしょうか？これは丁度、一般相対性理論の極限の帰結である、ブラックホールとその中心にあるとされる特異点と何か、似ていると思われるのです。重力が無限大になり、時空の曲率、つまり曲がり具合が無限大になってしまうために、どんなに局所の領域でも、平坦な時空、つまり局所慣性系をとれないことで、運動を定義できず、運動法則の定式化が不可能となる特異点と似ていると思いませんか？
つまり、光は相対性理論で中心的に重要な役割を果たしていながら、しかし、光そのものにとっては、特殊、一般を問わず相対性理論を、いえ、どんな運動法則も定義できないことになるのではないか？という疑問です。
我々が得ている物理学は、ひょっとして量子力学すらも含めて、光速以下の亜光速物理ということになるのではないか？と危惧するのですが、どうなのでしょうね？

No.3 回答者： s_hyama 回答日時： 2024/07/16 04:10

相対性理論以前に、運動とは、

物体が、時とともに空間的位置を変えること。物理学における運動については「運動 (物理学)」を参照。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%8B%E5%8B%95

光子は、粒子性と波動性があるけれど、物体ではないので、
その考察は当たらないね。

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/07/13 09:46

光速度を c とした場合, とある光子から「見た」他の光子の運動は

x = ct
(x: 移動距離, t: 経過時間)
を満たすね.

だからなんだっていわれると困るんだが.

No.1 回答者： endlessriver 回答日時： 2024/07/12 22:05

>任意の等測度運動している観測者にとって、光速は常に一定であるという原理です<

●あなたの勝手な思い込みです。

>これは仮に光速で運動している観測者にとっても成り立つということです。<
●同上