相対性理論とカーナビの関係性

このQ&Aのポイント
  • 相対性理論とカーナビの関係について深く考えてみました。
  • カーナビの補正において相対論は考慮されていない可能性があります。
  • 相対性理論が正しいか否かについては別として、カーナビでの相対論の使用は疑わしいです。
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相対性理論とカーナビ

私は、昔から相対性理論に興味がありました。と同時に、その正しさに疑問を持ち続けていました。 そして、しばらく前に相対論を批判する文章をネットで見たときに、それに対して 「実際に、カーナビでは相対論を応用して位置情報の補正をしている。実証されているから正しい。」 みたいな書き込みがありました。 「事実としてそうなのか。でも、カーナビがどういった補正をしているのか判らないし、補正ってどのくらいの量なんだろう?」 という疑問を持っていました。 先日、図書館で「相対論の大嘘/森野正春」という書籍を見つけて読んで、ふと「あのカーナビの例が相対論が事実である証明だったよな?」と思い出しました。 で、ネットで検索すると、「アインシュタインのトリックがわかった!」というサイトがありました。 URL: http://members3.jcom.home.ne.jp/m_hidaka/index.html#suu そのサイトでは、カーナビの補正に関しては、「補正する前の教授の計算って、計算間違いだし、カーナビシステムでは、相対論のことを考慮していない」と書かれていました。 ネットでサーチすると、YahooのQ&Aサイトで、相対論の正しさへの質問にも、カーナビの例を持ち出して、相対論は正しいとの回答があったりしますが、日付は2005年ころだったりしています。 相対性理論が正しいか大嘘かは、とりあえずおいといて、実際のところ、カーナビで相対論は考慮されて、位置情報の補正に使われているのでしょうか?

  • lv4u
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質問者が選んだベストアンサー

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  • woorex
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回答No.27

GPSの詳細を知らなくても簡単に検証出来る例で回答します。 まず、補正に使われた相対論は、古典論が実験に合うよう変換したときに、基礎時間の修正には手をつけていません。変換後の時間「単位」を変動させて辻褄を合わせをしている式について、時間の収縮式だと言いきっているだけです。 相対論的補正で、時空の補正が行われると感心するより、同じ量の修正方法が見つかるまでの代役だと解釈しておいたほうが科学的でしょう。 「11km誤差説」は、思考実験で考え方の間違いを見つけます。 たとえば、同期のとれているGPSで、「時刻」補正のありなし両方の信号の差38μ秒が、「時刻」でなく「時間」の誤差として検出されることは原理上ありません。それらをキャンセル出来ない「11km誤差説」のGPSは、すでに故障していて、検証に持ち出してくるのは反則です。 正常なGPSなら、発信信号に含まれている38μ秒の「時刻」誤差は、受信時の「時刻」にも同じだけ現れ、「時刻」の引算でほぼ打ち消されます。結局は正しい伝搬「時間」だけが次の計算に引き渡されます。 「11km誤差説」では、話を単純にするためか、相対論的補正量38μ秒が、電波の伝播時間にダイレクトに影響する、と判断して計算しています。誤差を消してくれるはずの計算を省略したことで、衛星側の補正値を0秒と設定して、受信機に到達するまでのわずか約0.1秒の間に38μ秒の誤差を生じたような状況に変化します。 1日放置して38μ秒だった誤差が、検証の途中で32秒にまで増大します。結果的には、86万倍も大きな補正値を使って「11km」の誤差をはじき出します。 おおよその相対論的効果を検証するだけなら、時刻が1秒ずれた場合、衛星の座標値を3kmほどずらして連立計算し、同様にずれていない座標値を使った結果と比較すればいいだけです。 以上参考になったでしょうか。

lv4u
質問者

お礼

>>相対論的補正で、時空の補正が行われると感心するより、同じ量の修正方法が見つかるまでの代役だと解釈しておいたほうが科学的でしょう。 私もそう思います。 >>たとえば、同期のとれているGPSで、「時刻」補正のありなし両方の信号の差38μ秒が、「時刻」でなく「時間」の誤差として検出されることは原理上ありません。それらをキャンセル出来ない「11km誤差説」のGPSは、すでに故障していて、検証に持ち出してくるのは反則です。 自分でも、ぼんやりとは思っていた、「相対論正しい派」の論理的な間違いを言葉として明確に指摘してくださりありがとうございます。 >>以上参考になったでしょうか。 最初の質問から、1ヶ月以上経過しましたが、やっと納得できる回答が得られたと思います。ありがとうございました。

その他の回答 (26)

回答No.26

No.25 です。携帯から送ったせいか、ちょっと文字がかけてます。 >受信機側で測定した信号の受信時刻から信号の送信時刻 >(衛星側の時計)=信号の伝搬時間(T) じゃなくて >受信機側で測定した信号の受信時刻から信号の送信時刻(衛星側の時計)を引いたもの >=信号の伝搬時間(T) ですね。要は 受信時刻 - 送信時刻 = 伝播時間 です。 さらに補足。 送信時刻(衛星側の時計)に誤差があれば当然伝播時間にも誤差が伝わってしまいます。 たんなる引き算ですから。 これが送受信機関の距離の測定誤差を生むわけですが、トンデモサイトの記述では、 伝わらないらしいです。 きっと引き算ができないのでしょう(^^;

回答No.25

>その場合、衛星の原子時計が相対論、 >あるいは別の原因で1秒早くなった、 >あるいは遅れた場合、光のものさしは、 >どうなるのでしょうか? もう相対論とはほとんど関係ありませんが話ば非常に 単純です。 受信機側で測定した信号の受信時刻から信号の送信時刻 (衛星側の時計)=信号の伝搬時間(T) ですが、これに光の速度(c)をかけたもの Tcが衛星と受信機間の 距離です。 つまり受信機は衛星を中心とする半径Tcの球の球面上のどこかです。 衛星を2個使えば2個の球面の交差である円上に、3個の衛星を使えば、2点まで絞り込めます。 ここまでわかれば各衛星の時計に誤差があればそれに光の速度をかけたものがその衛星と受信機間の 距離の誤差になりますから、受信機の位置の計算にそれがどのように響いてくるかは ある程度想象できると思いますよ。

回答No.24

>衛星の位置はあくまで衛星の軌道上でしょうから、 >30万km変わるってことで、GPSを衛星軌道からはるか彼方に >有るとして計算するのは変だと思えるのですが? ちゃんと読んでくれていないみたいなので再掲します。 No.23抜粋 >違ってくるのは「衛星の位置」ではなくて「受信機の位置」で、 >「受信機の位置」は地表から遥か彼方に離れた宇宙空間であると算出されるはずです。 >「衛星の位置」はあくまで星の軌道上で、誤差は1秒なら数キロでしょう。 GPSの計算では、基準はまず衛星の位置です。衛星は光に比べれば遅いですから、 多少衛星の時計が狂っていても高い精度で位置がもとまります。 #1秒もずれたら数キロずれてしまいますが(^^; それを基準にして光のものさしを使って受信機の位置を決めます。 位置決めはこういう順番(というかそういう考え方)で進みます。 ではでは。

lv4u
質問者

補足

>>それを基準にして光のものさしを使って受信機の位置を決めます。 位置決めはこういう順番(というかそういう考え方)で進みます。 その場合、衛星の原子時計が相対論、あるいは別の原因で1秒早くなった、あるいは遅れた場合、光のものさしは、どうなるのでしょうか? 1秒狂ったわけですけど、衛星から発した電波は、衛星と地球表面にある受信機の間を光の速さで到達するので、空間を1秒長く、あるいは短く、電波の伝播時間が変化することはないわけですよね。 まあ、この場合、受信機側の時計が、何を基準に合わせてあるか?ということも問題になるでしょうね。 衛星の1つの時刻を基準にしているなら、その1秒のずれがあっても、そのずれた時間を受信機の基準時刻にするので、そのずれはあまり気にしなくてもいい?

回答No.23

まだやっていたんんですね。久しぶりに読んだんですが、私の指摘が 全く理解されていないので驚いてます。 >たとえば、相対論的な効果での補正量が1秒あったとします。 >この場合、GPS衛星とカーナビの距離が30万Km加算(減算)となるでしょうか? 一秒という途方もない誤差があれば当然そうなります。 >そうすると、GPS衛星の位置は、地球の直径の21倍以上も遠い位置に >ある結果になってしまいます。これは、計算式が変ですよね。 一番の基本を理解されていませんね。それではGPSの考察は無理では? 違ってくるのは「衛星の位置」ではなくて「受信機の位置」で、 「受信機の位置」は地表から遥か彼方に離れた宇宙空間であると算出されるはずです。 「衛星の位置」はあくまで衛星の軌道上で、誤差は1秒なら数キロでしょう。 GPSの基本原理は電波信号の送信時刻と受信時刻を測定して、 その差から送信機(衛星)、受信機間の距離を求めるというだけです。 衛星の位置は衛星の軌道要素と送信時刻から計算します。 受信機の空間的な位置は複数の「衛星の位置」と距離から計算します。 #話が少しそれますが、カーナビの場合、4個の衛星を使って、 #受信側のクオーツ時計の誤差をキャンセルするという技術を使います。 #しかし、正確な原子時計も持つGPS受信局ももちろんありますので、 #話をややこしくせず、まず、正確な時計を受信側も持っているというより #単純なモデルで考察するべきでしょう。より複雑な4衛星モデルの誤差見積もりは #その先の話です。

lv4u
質問者

お礼

> >たとえば、相対論的な効果での補正量が1秒あったとします。 > >この場合、GPS衛星とカーナビの距離が30万Km加算(減算)となるでしょうか? > > 一秒という途方もない誤差があれば当然そうなります。 え?そうなんですか?あなたは、 >「衛星の位置」はあくまで衛星の軌道上で、誤差は1秒なら数キロでしょう。 と回答されています。時刻の誤差がどうであろうが、衛星の位置はあくまで衛星の軌道上でしょうから、30万km変わるってことで、GPSを衛星軌道からはるか彼方に有るとして計算するのは変だと思えるのですが? そのように衛星の位置を想定するならば、GPSでの受信機の位置決めなんてできないのではないでしょうか?

  • masa2211
  • ベストアンサー率43% (178/411)
回答No.22

>「相対論を適用しないと、カーナビが11kmもの誤差を発生する」 >という主張が正しいのか、誤っているのか?だけを検討していました。 質問は、 >>カーナビで相対論は考慮されて、位置情報の補正に使われているのでしょうか? であるので、11kmの誤差が生じるかどうか、という意味には全く取れませんでした。 >「カーナビ11km誤差」の主張は、GPSの仕組みを誤って理解した人が流したデマだと結論づけていい 違いますってば。 計算条件が違うだけ。 GPSは1日1回時計を合わせるとして、時計の狂いは最大38μ秒。 ここまでは争いなし。 で、 全部のGPS(計測に使うのは1回当たり4台なので4台の意味です。)が同じように狂った場合は距離誤差はほとんど無し。 一部のGPSが狂った場合、時刻誤差×光速(要するに11km)の誤差が出る。これも争いなし。 例のHPは、全部のGPSが同じだけ狂うから距離誤差は無し、一部のGPSが狂う場合は記載無し(つまり、そういう現象は起こらない) となっています。 ゆえに、ここまでは、主張は全く同じです。 だから、問題点は、全部のGPSが同じだけ狂うかどうか。その1点が勝負。 地球1周12時間の衛星ばかりなら、同じように狂うとみなしたとして(相対論ではそういう結論となる。)、 1周24時間の衛星はどうなる?こちらは、相対論でも実測でも、狂うペースが違います。 まあ、38μ秒がまるまる狂うわけではないけれど、一部の衛星の狂いが他と違う場合、反相対論HPに書いてある やりかたではデータ補正できないので、どうしても時刻誤差×光速だけ狂ってしまいます。 ※反相対論HPに書いてあるやりかたは、全部の時刻が同じように狂う場合の補正方法になっている。  勿論、実際に、この方法で補正している。カーナビの時計の誤差が38μ秒などという高精度ではないので。 こういう事情があるので、反相対論HPのアレは、 1周24時間の衛星が存在しはじめた時点(中国の北斗が2000年 日本のみちびきが2010年)で完全にアウト。 それ以前でも、人工衛星の時間遅れが予測できない理論は全部アウト、と、普通の人なら判定するんですけど。

回答No.21

ちょっと違った捉え方されたんで補足します。 A⇒Bがあった場合、真理値表は B\A 偽 真 偽 真 偽 真 真 真 となる(論理学の本の一番最初に載っている基本中の基本)。Aが11kmの例、Bが相対性理論⇒GPSシステムと言う論理だとする。Aが偽の場合は結論の真偽に関わらずA⇒Bの推論は真になってしまうんだよ。つまり、「間違った仮定からはなんとでも言えてしまう」と言う風に捉えるのが普通。 あと、観測点が複数あって、それぞれを補正して初めてシステムとして成り立っている。十把一絡げに相対論の考え方を「単純に」適用して説明できる物でもなんでもない。だから、衛星の軌道によってズレがいかようにも変化して、現在地の東西南北どの方向にもズレる可能性があるって事。11kmの例では、単純に一つの衛星との現在地と衛星の直線上の距離のズレを言っている。そうではなく、3点以上ある衛星各々に対して補正がかかって初めて機能するから、この質問に対して的確な答えなんか期待できないぞ。したとしても理解が困難になる様な数式のオンパレードになったりするのが目に見えている。 一番回答として受け入れるべきなのは、GPSシステムに関係している物を作っている人の意見だね。そうでなければNo.19と一緒で、根拠の無い頑固な意地っ張りになってしまう。 この質問もNo.19の質問と一緒で、無用な議論を呼んでいるだけになっているから注意しな。

lv4u
質問者

お礼

>>この質問もNo.19の質問と一緒で、無用な議論を呼んでいるだけになっているから注意しな。 いえ、貴方にとっては、無用かもしれないけど、そうじゃあない方は多いと思いますよ。まあ、これは推測ですが・・・。 そして、GPSの困難な数式のオンパレードをいじらなくとも、「11kmの誤差があるというのは詭弁である」ということが多くの方に認識されるならば、この質問をしたことは、私にとっては、とても大きな意味がありましたね。

回答No.20

っていうか、誤謬ではなく詭弁だと思うんですが。 座標を表すには、座標軸の数だけ観測数を増やさないといけない。 緯度、経度、標高を表すには最低3つ観測点が必要だから、衛星を使ったシステムでも最低3つは必要。 地上に設置するより衛星にしたほうが遥かに数が少なくて済むから衛星を使っている。 衛星はバラバラに運動しているため、システムとしてのズレの合計は衛星の動き方によって大きくなったり小さくなったりする。 11kmの例は、そもそもGPSシステムと相対論を結びつけるものにはならないため、その主張と反証が真であろうが偽であろうが、相対性理論⇒GPSシステムの論理に一切影響を与えない。 最初にも言ったけど、ちゃんと論理的に見ていないからこんな変な事言い出すんだよ。

lv4u
質問者

お礼

>>11kmの例は、そもそもGPSシステムと相対論を結びつけるものにはならないため、その主張と反証が真であろうが偽であろうが、相対性理論⇒GPSシステムの論理に一切影響を与えない。 おおっと、これは今までにない意見ですね。私は、さしあたり「相対論の影響があるかもしれない。でも、『相対論正しい派』の言う11kmなんて大きなものにはならない。」という立場なんですが、『相対論正しい派』の主張を、GPSと相対論とは無関係、彼らの主張を「詭弁」だと切り捨ててくれますか。 まあ、11kmの誤差を求める推論が間違っているから、彼らの主張を「詭弁」という言ってもいいかもしれません。 でも、 「相対性理論⇒GPSシステムの論理に一切影響を与えない。」 とは簡単に言えないと思います。そうは思わない方が多いから、この質問に多くの回答が寄せられたし、過去、大規模実験も行われたのだと思います。 そして、現実問題として、GPS衛星の時計は、地上の時計との差があるわけだから、「一切影響を与えない」とは言えないと思います。 >>最初にも言ったけど、ちゃんと論理的に見ていないからこんな変な事言い出すんだよ。 確かに、私は、GPSシステムを十分に理解していませんでした。最初から十分に理解していれば、No.20さんの回答にあるようなスタンスで、11kmの誤差について「それは詭弁だと思うのですが、どうでしょうか?」という質問になったでしょうね。

noname#259625
noname#259625
回答No.19

相対性理論が間違っているのではないか(2)として、http://okwave.jp/qa/q7702113.htmlにて私の見解を示しました。(質問者として)。よければ、ご参照ください。

lv4u
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 この質問は、相対論が間違っているのか、正しいか?とすると検討する幅が広くなりすぎるので、カーナビというかGPSだけに焦点を絞って、巷で言われていた「相対論を適用しないと、カーナビが11kmもの誤差を発生する」 という主張が正しいのか、誤っているのか?だけを検討していました。 今までのところ、この、「カーナビ11km誤差」の主張は、GPSの仕組みを誤って理解した人が流したデマだと考えていいと結論づけていいと考えています。 とはいえ、これで「相対性理論が誤っている」という結論にはなっていません。 いろいろと書籍を読むと、相対性理論には、根本的なところでGPSの11km誤差と同じような誤謬が紛れ込んでいるとは思っています。 でも、それを証明するには、タイムトラベルが可能なUFOが存在しているようですので、その時間理論などに基づいて、「だから、この新しい理論を応用したら、こんなタイムマシンができました!」というような方法でないと、相対論の正誤の判定はつかないのではないかと考えています。 そして、「GPS11km誤差説は正しい!」と主張する方もいるかもしれないので、この質問は、しばらく締め切らないようにしようと思っています。

回答No.18

lv4uさん主張の出典は 「カーナビの相対論的補正の効果はウソ」 http://members3.jcom.home.ne.jp/m_hidaka/03_giji/03_01_05.html だと思うのですが、これにでてくる、衛星の位置の誤差? と思われる式は 相対論的補正の効果=(相対論による1日の時刻のずれ)×(人工衛星の速度)           ≒ 38マイクロ秒        × 約4Km/秒           ≒ 152mm #相対論が正しくて、丸一日地上の時計と同期しなかった場合のずれ は間違っていないと思いますが、衛星と受信機間の距離の測定誤差? と思われる式 相対論的補正の効果=(相対論による観測時間の差)×(電波の速度)           ≒(0.1秒×4/100億)  × 30万Km/秒           ≒ 12mm は何の物理的説明もないですよね。 なぜ1日ではなく0.1秒(GPS信号の伝播時間)なのでしょう???? 普通は 相対論的補正の効果 = (相対論による1日の時刻のずれ)×(電波の速度)           ≒ 38μs × 30万Km/秒           ≒ 11km ですよね。 lv4uさんは計算ミスだと主張してますので、当然11kmの式はとても単純な誤りだと 指摘できるはずですし、12mmの式の意味も説明できるはずですよね。 是非説明してみてください。 楽しみにしてます(^^;

lv4u
質問者

お礼

> 相対論的補正の効果 = (相対論による1日の時刻のずれ)×(電波の速度) >           ≒ 38μs × 30万Km/秒 >           ≒ 11km > > lv4uさんは計算ミスだと主張してますので、当然11kmの式はとても単純な誤りだと > 指摘できるはずですし、12mmの式の意味も説明できるはずですよね。 その点は私も、いろいろ悩んだんです。 「カーナビの相対論的補正の効果はウソ」を見た直後は、「うん、そうだね。補正効果の計算はウソだ」と。 でも、しばらくして、「でも、光の速さは、30万kmだ。時間差が38μsであるなら、それを掛け算すると、およそ11kmだ。やっぱり補正量の計算は正しいのか?」と。 それにしても、人工衛星程度の速度で、そんなに大きな補正が必要になるってのはなんとなく変だ!どこかに考え方の間違いがあるはずでは? で、しばらく考えていたんですよ。で、気づいたのは、GPS衛星は、地球の外側を決められた軌道で回っているってことです。 この軌道が決まっている(GPS衛星の位置が判る)からこそ、地球上にあるGPS受信機(カーナビ)の位置を計算で求めることができるわけです。 たとえば、相対論的な効果での補正量が1秒あったとします。この場合、GPS衛星とカーナビの距離が30万Km加算(減算)となるでしょうか? そうすると、GPS衛星の位置は、地球の直径の21倍以上も遠い位置にある結果になってしまいます。これは、計算式が変ですよね。 現実的には、1秒分だけ、GPS衛星が軌道上でずれた計算になるのが正しいはずです。そのずれは約3~4kmです。 論旨としては、相対論的効果でのずれがあるのは認めるが、そのズレがGPSに及ぼす影響を誤った式を適用して、過大な補正量を導いているということです。 ただ、確かに「計算ミス」という表現方法は、誤解を与える言葉だったと思います。計算式の作り方、考え方が間違っていると言うべきだったと思っています。

noname#175206
noname#175206
回答No.17

 ウィキペディアの「グローバル・ポジショニング・システム」くらいは分かっているはずだね。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B0%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%83%9D%E3%82%B8%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%8B%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%BB%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0  そこで示されている、GPS衛星が、どのように地球の周りを周回しているかが以下。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:ConstellationGPS.gif  こういう衛星がすべて時刻が同期しているわけ。二機の飛行機が世界一周した 特殊相対論の速度と時間の実験が絡んでいるという意味は分かるね?  脚注のうち、「GPSと物理 九州大学理学部物理」が以下。 http://maya.phys.kyushu-u.ac.jp/~knomura/museum/GPS/  あなたは全部読むべきだが、とりあえず衛星の時刻の相対論的誤差の簡単な説明が以下。 http://maya.phys.kyushu-u.ac.jp/~knomura/museum/GPS/node11.html  カーナビで受信する際の問題点が二つあるけど、ちょっと言及したほうを。 「サニャック(Sagnac)効果」 http://maya.phys.kyushu-u.ac.jp/~knomura/museum/GPS/node13.html >地球が回転しているために 非回転系と回転系では差が生じるわけです。  以下が「サニャック効果」。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B5%E3%83%8B%E3%83%A3%E3%83%83%E3%82%AF%E5%8A%B9%E6%9E%9C  GPS衛星とカーナビには、こういうことがあるわけ。 #14お礼欄>なお、「GPSの基礎知識と活用事例」というサイトを見ますと、GPS理論では全く相対論を考慮していませんが、そのかわりにGPSの誤差となる原因がいろいろと記載されています。http://www.aios-a.com/  そのサイトは、上記のようなことが補正済みであるとしてあるわけ。説明したって、分からない人のほうが多い。あなただって、ちんぷんかんぷんな筈だ。そのサイトは、実際の運用では必要なことは補正済みであるとして、どうするかを述べているのだから。  自分で「知りたい」と言っていることについて、それを避けて説明してあるサイトを持ってきて、どうしたいのかね? #14お礼欄>その0.3μsの時刻差について、  あのねぇ、1時間経過として原子時計の時間の相対速度による相対論的なずれの誤差が、地上に対して0.3μsなわけだ。そういう計算をしてもらったはずだろう? はっきりそう書いてもらっているわけだから。 #14お礼欄>「疑似科学」のほうは、GPS原子時計の狂いが0.3μsある。  そんなこと、相対論が間違いだという疑似科学は認めていないだろう?なぜなら彼らは相対速度で時間が遅れたりしないと言っているわけだから。 #14お礼欄>「相対論正しいぞ!」グループは、その誤差をGPS衛星と車の間を電波が飛ぶ時間の誤差として計算しているのでしょう。  これも違うだろう? 0.3μsが何を計算したものか、きちんと考えたまえ。それは補正してあるわけだ。  なぜ、それくらいのことが読み取れないのか、さっぱり分からないから、その点は何のアドバイスもしてあげられないが。  同じ場所に留まり、1時間も一生懸命GPS衛星からの信号を受信して、ようやく「あ、今ここにいるんだ!」って分かるカーナビってあるのかね?

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    平坦トーラスという宇宙があるとします。その宇宙において相対性理論は、どのようになるか教えてください。 (物理カテに聞いてもよく分かりません) 平坦トーラスというのは、曲率が0なのに閉じていますよね。 ここで、宇宙が平坦トーラスだとします。空間が曲がっていないにもかかわらず、真っ直ぐ進むともとの場所に戻ります。 そのような宇宙で、双子の兄と弟がそれぞれの宇宙船で互いの相対速度0.96cで慣性運動をしています。この宇宙は真っ直ぐいくともとの位置に戻るため兄弟はスレ違ったあと、いづれは再びスレ違います。最初にスレ違ったとき、お互いの年齢はどちらも20歳だとします。 ここで、トーラスでない無限に広い平坦な宇宙においては、兄の立場で兄が40歳のときには兄からみて弟は25.6歳。弟の立場では弟が40歳のときには男からみて兄は25.6歳だと思います。 話を平坦トーラスの宇宙に戻します。その宇宙では、兄の立場で40歳のときに弟と再びスレ違うような構造(広さ)になっているとします。そのとき、兄はすぐそばをスレ違うように飛ぶ弟に通信で問い掛けます。内容は「僕は今、40歳だけど、君は何歳か?」です。この問い掛けに対して、弟からの返事はどんなものになるでしょうか。 物理カテでも他のサイトでも聞いてみましたが、いまいち分かりません。こちらには専門家が多いと聞いたので、こちらでお聞きしたくなりました。ちなみに、私はあまり難しすぎる話は分かりません。素人向けに教えてください。 私の興味は、平坦にもかかわらず閉じた宇宙で、相対性理論はどうなるかです。 普通に考えると宇宙が閉じていれば空間は曲がっています。その場合は一般相対性理論が適用されます。一方、平坦な宇宙では(平坦なのに閉じているなんて想定に出会ったことはないので)、特殊相対性理論が適用されます。 ところが平坦トーラスは平坦なのに閉じています。 じゃあ、平坦トーラスの宇宙で運動するものは、どのように計算されるのか? 無限に広い平坦な宇宙で逆向きに等速直線運動をする双子の兄弟は再び同じ位置で出会うことがありません。だから、互いに相手の時間が遅れていても問題ありません。 ところが、平坦トーラスでは同じ位置で出会ってしまいます。 そのとき、お互いの年齢はどうなるのでしょうか。 同じ位置で年齢を確かめあう以上は、2人の運動は、全く対称なので、同じ年齢になっていないとおかしいような気がします。 一方、例えば、最初にスレ違ったあと、兄が弟を観察し続けた場合には、弟の年齢は自分よりも歳をとるテンポが遅いです。 そうこうするうちに、兄が40歳になると再び弟とスレ違うのです。 そのとき、お互いに40歳どうしだとすると、相手は自分よりも歳の取り方が遅かったにもかかわらず、いつ、どのようにして、相手が同じ年齢になってしまうのでしょうか。

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    <物理>光より速いニュートリノ? 相対性理論覆す発見か  【ジュネーブ】欧州合同原子核研究所(CERN、ジュネーブ)は23日、素粒子ニュートリノを光速より速く移動させる実験に成功したと発表した。事実なら、「光より速い物質は存在しない」としたアインシュタインの特殊相対性理論(1905年)を覆す物理学上の「大発見」となる可能性があるという。  発表によると、日本の名古屋大、神戸大や欧州、中国などの研究者約160人が参加する「国際研究実験OPERA」のチームが、CERNからニュートリノ1万6000個を、約730キロ離れたイタリアのグランサッソ国立研究所に地下を通して飛ばしたところ、2.43ミリ秒後に到着し、光速より60ナノ(ナノは10億分の1)秒速いことが計測された。  1万5000回も同じ実験を繰り返し、誤差を計算に入れても同じ結果が得られたという。チームも「説明がつかない」と首をかしげており、実験データを公表して、世界中の研究者に意見と検証を求めたいとしている。 http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20110923-00000066-mai-soci 「ニュートリノは光速より60ナノ秒速い」という実験結果が出てそうです。 今まで測ってなかったのかという疑問がありますが、速いといってもごくわずかですね。 美しい相対性理論が覆ったとなればショックです。 ここに集う有識者の皆さんはどういう感想をお持ちでしょうか。 1.誤差の可能性があるか? 2.もし事実なら「光速度不変、光より速く進めない」を前提にしている相対性理論は覆るのか?  それとも比較的簡単に修正可能か? 3.質量を持つニュートリノが光より速いのはどうしてか?  もしかしたらニュートリノは質量がゼロなのか? 4.相対性理論が覆ることで、困ることがありますか? よろしくお願いします。

  • 特殊・一般相対論の業績

    アインシュタインの 一般・特殊相対論で出来た発明、そして業績を教えてください。 まさか核兵器だけじゃないですよね? もしそうならそう言ってください。 仮に、ほかの科学者が相対論を使って作った発明があるなら載せてくださって結構ですが、 詳しい説明か、それが書いたサイトのURLお願いします。 相対論、特に特殊は、3割くらいしか合ってないんですよ。はずれでもないんですが。 それと、近日点移動は特殊相対論ですか?一般相対論ですか?一般相対論ですよね? これはこれでOKです。 空間がゆがむというアインシュタインの考えは、基本的にイイセンいってます。 特殊相対論でできた発明って何かありますか? 理論でも構いません。 業績でも構いません。 よろしくお願いします。

  • 相対論 ニュートリノ

    のお陰で、随分窮地に追いやられているようです^0^ そもそも、帰納法により光速度が一定で光行差の観測(実験結果)からエーテルも否定されると説明が付かない(エーテルがないとなると、演繹的計算では光速度と時間と距離との関係に矛盾が生じる)ので、光速度を不変とし、時間と距離を相対的とした公理から出発した理論ですよね。 そうすると、公理は仮定でもいいので、とりあえずそこから導き出された結論(定理)が事実と相違しなければ、前提は真で論理が妥当であるから相対性理論は正しいとなります。 ところが、相対論から演繹的に導きだした定理は、質量のある物は光速を越えられない、と言うものである。 ニュートリノは質量があり、0km/hから加速しているので、定理は事実と異なり、 論理が間違っているか前提が間違っているかのいずれかになります。 この場合、演繹的な計算はまさか100年も経っているので、間違う筈はなく、 前提が間違っていると推定できます。 要は、時間と距離が相対的で光速度が絶対的という公理が間違っているのではないでしょうか?

  • GPSの時間補正について。

    相対性理論を否定する人に、相対性理論は間違ってない根拠として「GPSは時間補正に相対性理論を使っている」と言って、実際に、時間補正の計算の仕方まで書いてあるサイトを示しても、「こんなものに騙されてはいけない」と言われます。 それはまるで、「人類は月に行っていない。アポロは捏造だ」と言う人みたいです。 このような人に、GPSの技術には確かに相対性理論が使われているということを分からせるには、どうしたらいいですか。こういう人は、他の(GPS以外の)相対性理論を裏付ける実験も信じません。 ところで、よくみると、GPSと相対性理論の関係のことを書いてあるサイトは、大学だったり個人だったりします。 これは信用されない可能性があります。 じゃあ、GPS衛星を飛ばしているアメリカ合衆国(NASAなど?)自身が、「GPSの計算には間違いなく相対性理論を使っています」と言っていればえば信じるかな・・・と、思って、そういう「公的なサイト」を翻訳を使いながら探してみましたが、そこにはGPSや相対性理論の言葉はあるけど、細かいことまでは書いていませんでした。 これぞ、GPSには間違いなく相対性理論が使われていると思わせることができる、誰がどうみても信用あるサイトはありますか。あったら教えてください。 あと、それを示しても信じなかったら、次はどうしたらいいですか(笑)

  • 特殊相対論の式を弄ってたら色々な事が分かりました。

    一般相対性理論では、 GPSやカーナビができましたが、(これも真偽は怪しいし、アインシュタインを支持する者達の妄動かもしれませんが。) GPSってのは近づいてくる車と遠ざかる車を補正技術なしで判定できるのでしょうか? 又、特殊相対論のローレンツ収縮の数式、これはどうやってできたんですか? 歴史的背景を詳しくお願いします。 又、 一般相対論では 同じ静止した観測者が、秒速10万KMで遠ざかる隕石と、 秒速10万KMで近づく隕石を区別できますか? 又、2つの物体の観測者との比速はどうなるのでしょうか。 ひょっとして、「秒速10万KMで近づく隕石」と「秒速10万KMで遠ざかる隕石」が同じ比速になっていますか? 大事なところなのでココを一つお願いします。 特殊・一般相対論では、 近づく物体も遠ざかる物体も、同じ比速ですか?(両方同じ速さだったら。) 又、ゼノンのパラドクスの、 「競技場のパラドックス」「飛んでいる矢は止まっている」から来る、 空間に最小単位がなくて時間にはある、とかそういう見解が、 他のと比べて矛盾する、というのは現代科学で解けていますか? それと、 ウラシマ効果や反重力、タキオン、特殊相対論の不完全性(不完全なだけで意味がないワケではないです。) 重力波A,B, みんなが解せない光速度不変は本当か、エーテルはあるか、等すべて解決しました。 おそらく、きわめて近い未来にニュートン、1904年 1914年以上の大センセーションが世界を覆うと思います。 皆さんついてこれますか? ゲーデル解、タイムマシーンについてもいくつかわかりました。 それと、 特殊相対論・一般相対論の問題や、パラドックスやわかっていない点、 双子のパラドックスの解決、 説明できない点、 GPSの理論的問題などがあったら何でもいいので教えてください。 (仮に、ネットで検索して書かれてる様な問題だけでなく、システムに理念から言っても問題があれば特にそれがほしいです。欠陥や足りない部分と置き換えてもいいです。) 最後に、 mixi(プロフィール等があって発信者の証拠が残る。)で 概念を書いて行って、 数式のところだけは知り合いの講師(東大数学科出身)に送ろうと思っています。 もし、万が一億が一京が一私が奇跡的に素晴らしい発見をできたなら、 これから、世界を変えるにあたってどうするべきでしょうか? アドバイスお願いします。

  • 量子力学と相対論の相性の悪さ (再質問)

     大統一理論の難しさに、重力理論である相対性理論と電気・弱い力・強い力の統一理論の元になる量子力学の相性が悪いからとの解説がありました。  私なりに、  相対性理論:1個の重力子についての理論ではなく、多数の粒子の間に働く力をまとめて記述していて、エネルギー値は連続と捉えることが出来る。  古典的で微分可能とする考え方に立っている  量子力学:基本的には1個1個の粒子の間に働く力を記述しているので、多数の粒子の関係を記述する場合、計算が膨大になり実用的でなくなる。  飛び飛びのエネルギー値をとるので、微分不可能。  この両理論の性質の関係で、相性が悪く統一がむずかしいと解釈していますが、なにぶん素人なので正しいかどうか確信がもてません。  原子数数千~数万個の微小粒子になった金属は、相対論や量子力学で説明できない特異な性質を示すことがあると聞いたことがあります。  両者の中間領域で起こる現象は、量子論で解析するには、粒子数が多すぎ、相対論が適用できるほど粒子が多くないと考えていいのでしょうか。  専門家の方のご意見が聞けたら、幸いです。