アインシュタインの相対性理論

質問

ニュートン力学とアインシュタインの相対性理論の違いを端的に表現する言葉を教えてください。できれば、素人がイメージしやすいものをお願いします。

例えば、ニュートンは、時間が絶対的普遍的なものと考えてたが、アインシュタインは、時間は相対的で、Aさんに対しては、ゆっくりすすみ、Bさんに対しては、早く進むことがありえると述べた。みたいな感じです。

回答No.5

shiara · ベストアンサー

ニュートン力学は3次元、アインシュタインの相対性理論は4次元。
　というのは如何でしょうか。ニュートン力学では、物理量は3次元のベクトル（およびテンソル）、相対性理論では4次元のベクトル（およびテンソル）で記述されます。ニュートン力学の時間は単なるパラメータであり、時間がほかのx,y,z成分と混じり合うことはありませんが、相対性理論では、時間と空間は交じり合います。ここが3次元と4次元の大きな違いです。この結果、相対性理論では、見る座標系によって時間成分、空間成分が違ってきます。これが、ローレンツ収縮、時間の遅れとなって現れます。

お礼

＞＞ニュートン力学は3次元、アインシュタインの相対性理論は4次元。

難しいですけど、面白いですね。時間と空間が同じ次元で語られてますから４次元なんですね。

回答No.9

moby_dick

予想外の回答と思います。
（ここに書くことの背景議論は、多くあるのですが、簡単に結論だけです。）

アインシュタインの相対性理論は、即ち、ローレンツの考えた理論は、間違いです。

正しい相対性理論があります。

「ニュートン力学」
空間の捕らえ方が、鳥瞰的です。
１０万光年離れた点でも、同じ時間の流れとし、想像で論じる。
言うならば神の見方です。
観測点は、その空間の外、またはその空間のどこでもと考える。
（光速度は、有限とするにしてもそれにはこだわらない。
引力は瞬間伝達と考えている。
この辺を深く吟味したら破綻する理論です。
そのことを考えなければ、実宇宙に合う理論です。）

「アインシュタイン（ローレンツ）の相対性理論」
神の見方をしながら、光速度をとりいれた、人の頭の中にしか存在しえない、矛盾の理論。

「正しい相対性理論」
光速度の有限性をとりいれた、観測点を中心に、空間を、極座標的に捉えます。
神的な見方はしない。
時間が絶対的なのは観測点だけで、遠地は過去の時間で見える。
遠ざかる対象（時計）は、いわば過去へ行く訳で、時間は遅れて行くよう見え、近づくものは今へで、進んで行くよう見える。

遅れ方は、ア理論のような系間速度（線路の向きの速度）でなく、観測点、列車（厳密には列車内の点）間の距離変化速度で、
横切る動きの列車の時間は遅れ進みなし。

お礼

内容が深いので、すぐには理解できませんが、どうもありがとうございます。

回答No.8

sanori

特殊相対性理論と一般相対性理論とがありますが、

特殊相対性理論というのは、
「光速（の絶対値）が誰から見ても一定」＝光速不変
ということを、疑いようの無い当然のこと、つまり公理であるということを仮定しただけです。
ほかは、ニュートン力学やガリレイの相対性原理と全く変わりません。

その、たった１つの公理をもとに「数式遊び」をしていたら、色々と不可解で非常識な（←当時は）現象が予言されて、そして、たまたま、その予言どおりのことが数々の実験結果で証明されたのです。

「光速不変」に気づいた背景は・・・

音が何かしらの物体（媒質）が無いと伝わることができないことと同様、当時の物理学界では、
「光も媒質が無いと伝播しないはずだ」
という固定観念が浸透していました。
その固定観念でもって、あちらこちらの科学者、研究者が理論、実験結果等々で悩み苦しんでいました。
今では無いと分かっている、その媒質は「エーテル」という名前で呼ばれていました。
古代に、物が燃えるための元素「燃素」が真面目に考えられていたのと同じようなことです。

アインシュタインは、エーテルというものは、この世に無い。だから、光速は不変というふうに考えました。

たった、それだけのことですよ。
逆に言えば、そういう、誰もが思いつかない１つの発想が、アインシュタインが偉大たる由縁なんです。

＜追伸１＞
一般相対性理論の方は、
「乗り物に乗っているときの加速感と重力加速度とが同一人物である」
という公理のもとで組み立てられた理論です。

＜追伸２＞
特殊相対性理論を学ぶと、必ず「ローレンツ変換」という言葉が出てきます。
目の前を非常に足の速い人が左から右に走っていくとき、その人の体型は細く見え、逆に体重は増えて（←目には見えませんが）見えます。
ローレンツという物理学者は、アインシュタインと異なる考え方をしていたにもかかわらず、この部分については、たまたま同じ結果に辿り着いたんです。
先に発表したので、ローレンツの名前が付いてます。

お礼

くわしく回答していただいてありがとうございます。

回答No.7

Scull

絶対座標があるかないかでしょう。
これ以上簡単な違いはないと思いますけど。

お礼

どうもありがとうございます。

ないからと具体的にこうなるんだよ、と言えるといいかもしれませんね。

回答No.6

jacorro

#4です。
言葉が足りませんでしたね。ごめんなさい。

> 空間がゆがむから、物の形は、普遍ではないということでしょうか。
違います。もっと単純な話です。
情報の伝達速度は光速を超えないから、粒子間の距離を保存することは不可能だということです。なぜなら、距離を保つためには、一方の粒子は他方の粒子が移動したことを瞬時に感知する必要があるからです。
物体はある一点に力が加わると、先ずその点にある原子が加速し、その後段々と周りの粒子に力が伝わって全体が同じ加速度になるわけですから、伝達速度が有限である限り、全ての物体は歪むといえそうですね。
しかし最小の粒子は歪まないかもしれませんね…。歪んだら最小とはいえないでしょうから。最小の粒子は剛体なのだろうか…。

お礼

＞＞違います。もっと単純な話です。
単純だったんですか・・・。

回答してくださり、ありがとうございます。

回答No.4

jacorro

「相対性理論において、剛体は存在しない。」
なにかの本（たぶんランダウさんの場の古典論）に書いてあって、なるほどと思った記憶があります。情報伝達速度の問題ですね。

お礼

ありがとうございます。

＞＞相対性理論において、剛体は存在しない。
空間がゆがむから、物の形は、普遍ではないということでしょうか。

＞＞情報伝達速度の問題ですね。
相対的に時間が決まることを言っているのでしょうか。

回答No.3

yunitan

ニュートン力学では物体に力（加速度）を与えれば無限大に速度が上がりますが、相対性理論では如何なる物体も光速以上に加速する事は出来ない。と言う事です。
この現象は高速度加速器で顕著に現れます。陽子を加速しようとしても見かけ上陽子の質量が増大して加速するのに大きなエネルギーが必要になる。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/特殊相対性理論

お礼

参考URLありがとうございます。興味深いです。

光の速さが重要なポイントなんですね。

回答No.2

ginlime

ニュートンは　F=mα　ですが　アインシュタインは　E＝mC
2　では無いのでしょうか。

お礼

どうもありがとうございます。

うーーん、これを具体的にどう表現するかが、ポイントですね。

回答No.1

Duchs176

素人考えの回答ですが。

ニュートン力学は、世界は真っ直ぐでゆがみが無い、と考えますが、アインシュタイン物理学では、時空間は重力によってゆがむ、と考えます。そして、加速によって得られる見せ掛けの重力と質量によって発生する重力は等価である。
この２つが相対性理論の柱である、と何かの本で読んだように思います。

お礼

どうもありがとうございます。
素人考えの方が、素人にもわかりやすくていいんです。
空間のゆがみというのは、わかりやすいですね。

加速によって得られる見せ掛けの重力と質量によって発生する重力は等価である。・・・うーん、素人には理解不能。。