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光の速度は変化する?

allentown2001の回答

回答No.9

「光も速度が速くなったり遅くなったという表現が出来るはず」が焦点なんですよね?そもそも光の速度一定というのは人間の日常感覚では理解しずらいと思います。一応説明しますが「そんなこと聞いてるんじゃない!」というのであれば言って下さいね(笑) a車時速100キロ-----><-----b車時速100キロの場合bからするとaが時速200キロで接近するように「見える」という表現はほぼ正解です。 この場合時速200キロのように車が見えるのだから光だけが例外として変わらないというのはおかしいのでは?ということでしょうか? 光速度不変は光を伝える媒質(エーテル)はないという実験結果に基ずいていますよね。観測者がどのような運動をしていても光速度は一定というものです。運転手が車を止めていても100キロで走っていても運転手の目に飛び込む光速度はどちらも秒速30万キロです(景色が動いて見えるか見えないかの違いです)、このへんが感覚が変になるとこなんです(笑) a光秒速30万キロ-----><-----b光秒速30万キロの場合bからするとaは秒速60万キロで接近するように「見える」という表現はほぼ正解です。 間違いではないんですよ。しかし光速度は不変なのでアインシュタインが考えた式→相対速度=(a+b)/(1+(ab/光速の2乗))では60万ではなく30万キロになります。先の車の相対速度200キロもこの式で出る。数字の世界ではそうなのに感覚はわからないというのはある意味仕方のないことだと思います。これではおそらく納得していただけないと思いますのでもう少しだけ。 taro813さんのいう「光速度が遅くなるいう表現」は言い換えると「光の進む距離が長くなる表現」というのがわかりやすいかも。手に持ったままのボールを見てる時は光が行き来する距離は一定ですよね。でもポーンと上に放り投げたら目に飛び込むボールの光の距離は長くなりますよね。でも速度は変わりません。秒速30万キロです。距離が長くなっただけです。逆にボールを目に近付けたら距離は短くなるが速度は同じです。光が速くなったわけではありません。 ここで光を音などの媒質を必要とするものと「同じ感覚」でいるとわからないです。光は媒質なしで進みますから日常感覚ではつかめないんですね。 厳密には日常レベルでも時間のズレはありますよね。これは光速度が不変だからこそ起こるんです。もし光が物の速度にあわせて変化するのであれば時間のズレは起こらないでしょう。しかし数々の実験結果が時間のズレを証明しています。「それでも光は変化し時間は変わる」のであれば、もはや物理法則はおよびでないです。なにか得体のしれないやつが光速度をあやつっていると考えるしかありません(笑) メチャクチャ強引に述べると我々の目には無限の数の光ケーブルがすでにつながっているんです。あらゆる世界にね。ただケーブルの中を通るデータは秒速30万キロで一定なんですね。(ちと強引か)

taro813
質問者

お礼

こんなに長い回答書いていただいてありがとうございます。 >「...表現が出来るはず」が焦点なんですよね? その通りです。 >...日常感覚では理解しずらい ここなんですが、速度が増した分だけ光の速度が速くなるという 考え方が受け入れられれば、理解しやすくなると思うのですが。 >a車時速100キロ-----><-----b車時速100キロ この例は私の説明しようとしていることについては適切な例 ではないと思いますが、この例で説明すると a車時速100キロ             -----> a車で観測される進行方向と同じ方向の光(100キロ+光速)=====> b車時速100キロ             <----- b車で観測される進行方向と逆の方向の光(光速-100キロ)=====> この2つの光の速度の差は200キロになると言えると思います。 >a光秒速30万キロ-----><-----b光秒速30万キロ このように大きな速度差がある場合は日常の感覚とはかけ離れて いるので、例としては適切ではないのです。しかも、わたしの考 えでは、この速度で運動するものどうしはお互いを観測すること ができません。 ただ、この場合もaの速度が徐々減速していって速度0になりそ の後、逆方向に加速して行ってbの速度に達した場合の速度の 経過を減速・加速する度に加算していった速度の変化の合計は 秒速60万キロ程度になると言えると思います。 ボールのたとえではボールを見ている人の速度は変化していませ んから光の速度の変化もおこりません。 私の考えでは光速が一定だから時間のズレが生じるのではなく、 速度が変化すると時間や空間が変化するから光の速度が変化して、 光の速度が常に一定に観測されると理解しています。逆に一定の 速度の差で運動しているものが光として感じられる(観測される) のかもしれません。 光ケーブルの話は速度の変化がおきておりませんのでわたしの説明 しようとしていることとは無関係です。 わたしの欲しかった回答はこのような説明の中でわたしの考えと 一致するものや逆に私の考えとは反していて考えを改めさせるよう なもです。 いろいろとありがとうございます。とても感謝しています。

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