- 締切済み
相対性理論：光速度不変
alphaoneの回答
- alphaone
- ベストアンサー率0% (0/0)
質問１について、 ”光速で進むロケットＡは光の速さを秒速何キロと観測するか？”と同じだと思います。 質問２について、 ”光速で進むロケットの中の光の速さを外側で観測すれば秒速何キロになるか？”と同じだと思います。
関連するQ&A
- 相対性理論は間違っているのではないか？（３）
同じタイトル（１）、（２）が削除されてしまいました。議論とならないよう注意されました。今まで回答してくださった皆さん大変申し訳ありませんでした。 改めて質問させていただきます。 《質問》：私は相対性理論が間違っているのではないかと考えています。以下がその理由ですが、もし間違いがあればご指摘ください。 ◎議論とならないようにするため、一回で完結する形でご回答願います。議論はできません。できるだけ簡潔明瞭に。 光速ロケットが秒速30万kmで飛んでいて、そのロケット内で進行方向とは垂直の方向に光を発射。光速ロケットの最初の地点をO、光速ロケット内の垂直に発射する光の発射位置をA、その終端をBとします。その数秒後について、アインシュタインは、ロケットの外の観測者からはその光が斜め上に上がる軌跡として見え（OB）、光の移動距離がロケット内部での観測距離ABより長くなるので、それに基づいてロケットの内外では時間の長さが変わると結論しました。 ・・・・・・・・・・・・・Ｂ ・・・・・・・・・・・／｜ ・・・・・・・・・／・・｜ ・・・・・・・／・・・・｜↑垂直方向に発射した光 ・・・・・／・・・・・・｜ ・・・／・・・・・・・・｜ Ｏ￣￣￣￣￣￣Ａ →光速ロケットの進行方向 重要なのは、光速度不変の原理、つまりマクスウェルの方程式のC（30万km/s）をどこに当てはめるべきか（注意！：外部観測者にとって）ということです。アインシュタインはOBに、しかし私はABに当てはめるべきであると考えています。OBか？それともABか？ そこが焦点です。 注意！：ABはOA方向に移動している（一箇所に固定されていない）線分です。上の図は発射して数秒後の図であり、一番最初は点Oの位置にありました。さらに数秒後にはもっと右に移動していきます。しかし、いずれにしても、三角形OABは相似しています。具体的な数値としては、（相対論以前の考えで）図が１秒後の状態なら、AB=30万km、OA=30万km、OB=42万km。 ABに当てはめるべき（私の見解の）根拠を以下に挙げます。 （１）単純に、OBは光と光速ロケットとの合成（加算された）速度・距離です。実際の光の速度・移動距離と異なっていて当然です。 （２）ABはどの観測者からも全く同じ値として測定されます。それに30万km/sを当てはめると、どの観測者からも光の速度は30万km/sとなり、マクスウェルの方程式に基づく光速度不変の原理が、時間や空間の長さに変更を加えずとも成り立ちます。 マクスウェルの方程式のｃ（30万km/s）は「光（自身）の速度」のはず。光にスピードメーターをつけた場合、30万km/sを示すでしょう。これが、マクスウェルの方程式のｃ、つまり光の速度とされるべきです。ですから、それを（加算された）相対速度、合成速度（つまりOB）に当てはめるべきではありません。 ですから、OBは光の「見た目の運動・合成運動」、しかし、ABが「光の実際の運動・光の独力の運動」という区別を設けることができます。 その定義について。「光の実際の運動（速度）」とは、「光が進行中の慣性系に基づいて計測される運動（速度）、それには外的な力が加わってはならない。それは光が独力で成し遂げる運動（速度）」となります。 「光が進行中の慣性系」とは上の図の場合、光速ロケット内部の慣性系。「外的な力」とは、光速ロケットのOA方向への運動のこと。 結局、相対性理論の間違いは、（外部観測者にとっての）光の「実際の」速度（30万km/s）を観測者観点（見た目の合成速度）でしか考えられなかったことです。実際にはそんなことはありません。例えば、火星の運動は地球上の観測者から見た観点（見た目の運動。つまり地球との相対速度）でしか判断できませんか？ 火星の公転速度（実際の運動）は時速86688kmであり、これはどの観測者の観点からも全く同じ値として確認できます。光についても全く同じです。光と光速ロケットとの合成速度に光速度cを当てはめようとするのは間違いです。どの観測者からも同じ値として測定されるABこそが光速度cであるべきです。 ＜ありそうな反論＞ 尚、確かに外部観測者観点からは、光がOB上を42万km/sで進んでいるように「見えます」。しかし、光も光速ロケットも光速以上の運動をしているわけではありません。実際、それは両者にスピードメーターを取り付ければ分かります。ですから、物質的なものが光速以上の運動はできないとする考えと矛盾しているわけではありません。 しかし、「実際に光は42万km先に進んだではないか」との反論もあるかと。しかし、それは、光が単独で成し遂げた成果ではありません。それは飽くまで光の運動に光速ロケットの運動が合成された結果生じたものです。「「単独（独力）で」光速以上の運動を行なうものはない」と定義するなら矛盾はありません。 ◎議論とならないようにするため、一回で完結する形でご回答願います。議論はできません。できるだけ簡潔明瞭に。
- 締切済み
- 物理学
- 光速度不変の原理は正しいの？
以前にも質問させていただいたのですが、光速度不変の原理のうち、特に「観測者が移動しても相対的な光速は不変である」点についてよく理解が出来ません。 例えば、２台のロケットが平行に時速３０万キロ（光速）で移動していたとします。 この２台のロケットは同じ速度で同じ方向に進んでいるのですから、どこまで行っても並行していますよね？ つまり相手のロケットの相対的な速度は時速０キロですよね？ でも光速度不変の原理によれば、ロケットの中から見た相手のロケットの相対速度は時速３０万キロでなくてはならなくなります。 矛盾していませんか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 光速度不変の原理は正しい？
この分野は素人ですが、光速度不変の原理のうち、特に「観測者が移動しても相対的な光速は不変である」点について理解が出来ません。 以下の質問を例に詳しい方教えてください。 【状況】 直線X上にそれぞれのキロポスト地点があり、この直線X上を ロケットＡ…秒速５万キロ ロケットＢ…秒速２０万キロ 光線Ｃ…秒速３０万キロ（光速） がそれぞれ進むものとします。 【質問１】 （１）１時００分００秒に、ロケットＡは５０万キロポストから、ロケットＢは２０万キロポストから、それぞれ同一方向（０キロポストと反対の方向）に進んだ場合、１時００分０２秒に６０万キロポストでロケットＢがロケットＡを追い越しますか？ （２）この場合、ロケットＡからみたロケットＢの相対的な速度は秒速１５万キロですか？ 【質問２】 （１）質問１の状況下で、さらに光線Ｃが０キロポスト地点から１時００分００秒に発射された場合でも、１時００分０２秒に６０万キロポストでロケットＢがロケットＡを追い越しますか？ （２）この場合、ロケットＡからみたロケットＢの相対的な速度は秒速１５万キロですか？ 【質問３】 （１）質問２の場合、光線ＣはロケットＡおよびロケットＢを１時００分０２秒に６０万キロポスト地点で追い越しますか？ （２）この場合、ロケットＡからみた光線Ｃの相対的な速度は秒速２５万キロですか？それとも秒速３０万キロ（光速）ですか？ （３）（２）でもし秒速３０万キロだとすれば、ロケットＢの相対的速度が秒速１５万キロになるので、光線ＣがロケットＢを追い越すのは、４０万キロポスト地点で１時００分０１秒３３に追い越すことになって（１）と矛盾しませんか？ 他方、秒速２５万キロだとすれば辻褄が合いますが、光速度不変の原理と矛盾しませんか？
- 締切済み
- 物理学
- 光速度不変の法則に間違いはないか
相対性理論について教えてください。 相対性理論によると、光速で動いた場合、時間が伸びるとのことです。有名な「ウラシマ効果」というのですが。 科学は全くの素人なので、全くの愚問かもしれませんが、こういう疑問を抱きました。 光速ロケットが仮にあるとして、その発射地点をＡ、30万Km先の到着地点をＢ、そのＡＢ間を遠くから眺める地点Ｃに観察者がいるとします。 その場合、ＡＢ間の距離は30万Kmで、これは光速ロケットに乗っている人にとっても、Ｃ地点の観察者からも同じ30万Kmです。そして、光の速さが秒速30万Kmとした場合、光速ロケットの速さについても（距離の場合と同じく）両者から見ても一定のはずなのでは？ それで、本当に単純な話ですが、秒速30万Kmで30万Km進むわけですので、かかる時間は1秒で、それは光速ロケット内でも外部でも全く同じになるような気がします。 それに、時間が伸びるとは実際のところ何を意味しているでしょうか。例えば精密な原子時計を光速ロケットに搭載して、光速で進んだ結果、時間が伸びたというのであれば、ロケット内の原子時計はロケット外部の同じ時計よりも遅れていることになるはずです。 ということは、光速で進むと、原子の振動数や原子の周りを回る電子の速度なども遅くなるということでしょうか。さもなければ、どうして時計だけが遅れるということがあるでしょうか。 そもそも、相対性理論は光速度不変の法則を大前提に結論を導いていると思うのですが、実はそこに問題点があるのではないかと考えました。 つまり、なぜ光の速さが観測者に関係なく一定だと言えるか、それになぜ光の速さが絶対的な基準として扱われているのか、なぜ光よりも速いものがないと言い切れるのか、その辺りに関してしっかりとした説明がなされていないように感じました。 そもそも「時間」というものは人間が便宜上定めた「物差し」のはずです。その定規がころころ変わることが本当にあってよいのでしょうか。相対性理論は光速度不変の法則を無理矢理に方程式に当てはめた結果、時間でも伸びることがあり得るといった結論に達したのではないでしょうか。 私は全くの素人ですので、そんな偉大な科学者が提唱した偉大な理論を批判するとはけしからんと叱責されてもどうしようもありません。それに、私が抱いたような疑問はその理論を確立する過程で考慮されたはずであり、過去のそして現在の科学者たちがしてきたことを踏襲しているに過ぎません。 しかし、実際、相対性理論に関する入門書などには光速度不変の法則について詳しい解説がなされていませんでした。それで、その点で詳しい方がいらっしゃいましたら、上記の疑問点にご回答願います。できれば、素人でも理解できる仕方でお願いしいます。
- 締切済み
- 物理学
- 光速度不変の意味
光速度不変の意味 最近またアインシュタインに関する本を読んで、しばらくぶりに相対性理論の事を考えてみたのですが、光速度不変というのは理論というより測定の結果から出てきたものだったと思います。光の速度が、光源と観測者の関係がどうあろうと遅くも速くもならずに一定であるということ自体は、物理学的にどういう意味があるのでしょうか？それは光というものを理解するのに何か具体的なヒントを与えるものなのでしょうか？ 光速近くで運動する物体の時間が遅くなるとか、その物体を外から観測したときに長さが短くなるといったことと、光速が不変であるということが、頭の中でどうもしっくりと結びつきません。
- ベストアンサー
- 物理学
- 光速度が不変なのには理由があるのでしょうか？
光速に関する素朴な質問です。 １．なぜ光速度は不変なの？ 光の速度はいかなる理由によって不変と決まっているのでしょう。 方程式を解くように論理的に説明ができるのでしょうか？ それとも実験結果を受け入れているだけですか。 ２．本当に光速度は不変なの？ 空気、真空、水の中でも進む速度は同じですか？ 光が水に入ると屈折しますが、これは速度が変化しているのではありませんか。 AからBに向かう光の渦の中をBからAに向けて発射された光は遅くなりませんか？ 光に邪魔（干渉）されて遅くなる気がするのですが。 ３．どうして遅くならないの？ 光速に限界があるのは、光子に質量があるためと理解しています。 しかし、遅くすることは可能なのではないでしょうか？ 光子の質量を重くしたり、エネルギーを奪うようなことはできないのでしょうか。 波動の性質を変えたりできませんか？ ４．電磁波の進む速度は？ 光は電磁波の一種、可視光線だそうです。 他の電磁波、X線、紫外線、マイクロ波、ラジオの速度はどれくらいですか？ 光より遅いとすると、どうして遅いのでしょうか？ ５．時間が進むのは一定であるという前提で相対性理論はできませんか？ 相対性理論は、光速度が不変であると仮定して成り立っています。 だから時間の進み方が早かったり、遅かったりします。 逆に時間が進むのが不変であるという仮定して、新相対性理論はできませんか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 特殊相対性理論で、速度の合成を簡単に計算する方法はありませんか？
特殊相対性理論で、速度の合成を簡単に計算する方法はありませんか？ 例えば、光速をcとすると、ある直線上を、0.9cで運動するA君に対し0.5cで運動するB君がいる。 さらにB君に対して逆向きに0.8cで運動するC君がいる。 A君にはC君がどちらの向きにどのくらいの速さで運動しているように見えるか。 という問題を簡単に解きたいのです。
- ベストアンサー
- 物理学
- 相対性理論にまつわるパラドクスについて
「時刻ｔ＝０にｘ軸上の原点から、ｘ軸の負の方向にＡくんが毎秒光速の９０％の速度（以下、０．９ｃと書く）で等速直線運動を始め、同時にＢくんはｘ軸の正の方向に毎秒０．９ｃの速度で等速直線運動を始めるとすると、Ａくんから見たＢくんの相対速度は１．８ｃ（光速の１．８倍）となり、光速を超える速度は存在する。」 この文章はどこが間違っているのでしょうか。 相対性理論が絡んでくるのは間違いないと思うのですが、私は相対性理論についてはよく分かりません。 誰か、このパラドクスを解決していただけないでしょうか。 高校の物理の先生にこの問題を教えられてから今日に至るまで解決できていません。 ただ、数式とかはよく分からないので、数式抜きで説明していただければ幸いです。 わがままで本当にすみません。どうぞ、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 理論物理学 の 質問
1,核反応の際のエネルギーは、本当にＥ＝ＭＣ＾２で間違いないでしょうか？ 知ってる方、お願いします。 ２、光速に近づくにつれて質量が増えるという一般相対論は本当ですか？ 確かめられていますか？確かめられているなら方法を、確かめられてないならそう書いてください。 ３、ローレンツ収縮の値は確かですか？ ４、アインシュタインが、光より速いモノはないと思ったのはなぜですか？ 又、本当ですか？ そして、光速は、本当に不変ですか？ できれば、光速の観測・測定結果が、年代別、時代別に、実験の内容と一緒にあると嬉しいです。 ５、光速で移動しているヒトが光を見たら光速に見えるというアインシュタインの信念、 「光速度不変の原理」は本当ですか？ 又、それを保証するデータはありますか？ ６、光速度不変の原理は、 光と光が並行して走っているときも互いの速度が光速に見え、 正面からすれ違う時も互いに光速に見える、という理解でいいでしょうか？（相対論） 又、その証拠は何かありますか？ ７、光速近くまで加速して、実際に素粒子の質量が増えたというデータはありますか？ ココは詳しくお願いします。 理論だけでデータがないならそうとお願いします。 ８、宇宙項の根拠を示せたヒトはどんなカタチでもいいのでいますか？仮説でもいいので。 ９、相対論では、秒速３０万ＫＭで接近する光と、遠ざかる光を、同じ比速で扱っていますか？ それとも、「違うモノ」として扱っていますか？ 今の相対論は、近づく光も遠ざかる光も、ローレンツ変換にしろ質量増加にせよ同じに扱っていませんか？ＹＥＳ ＮＯとできたらそのほかの情報も知りたいです。 １０、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96 で、ローレンツ変換の式がありますが、 Ｖ=1（Ｃ）の時、t'とx'は、それぞれいくつになりますか？ 又、この一種類の式で、 近づく物体と遠ざかる物体を両方記述できますか？できませんか？どちらですか？ １１、特殊相対性理論のベーシックな式では、 地球 ・ ・ どこかの恒星系のどこかの星の観測者 （被観測者） というのは出せますが、 もし、地球が太陽系の上にあって、太陽系は銀河系の上にあって、 銀河系は宇宙のここでこんな運動をしていて、 どこかの恒星系のどこかの星の観測者の恒星系は、各銀河に乗ってこんな運動をしている、 となった時に、 今の式のままで全部正しくローレンツ変換できますか？ それとも補正が必要になりますか？工夫とか。 又、そういった事を考えた人はいますか？ 過去に、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96 のローレンツ変換の式が変化した歴史はありますか？ 以上です。 できるだけ多く答えが得られることを望みます。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学