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相対性理論について
この間相対性理論について載っている雑誌を読みました。 そこに「光は観測する場所の速さや、光源の運動の速さに関係なく、 常に秒速30万キロメートルで一定」と書いてあるのですが、 光の速さで走っている人から見ても、光は秒速30万キロメートルだし、 止まっている人から見ても、光は秒速30万キロメートルということですよね？ 僕は中学生なのでよく理解できません。 誰か教えて下さい。
- michi_2008
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相対性理論は中学生には少し難しいかな？ 相対性理論はアインシュタインがとなえた理論で簡単にいうと 仮に秒速30万kmではしることができる車があればその車を見ているひとには秒速30万kmで走っているように感じるが、その車に乗っているひとは秒速30万kmで走っているようには感じないということです。 まぁ身近なものでいうと電車に乗っていてもあまり早く感じなけど実際に走っている電車をみるとものすごく速く感じますねそんなとこです。 またこのことが本当にあり得るのかということを実験して調べたグループがいるそうで、飛行機（このあたりはうろ覚えなので電車だったかもしれません）の中に高性能な時計をのせ、外の観測所にも同じ時計を置き。本当に電車に乗っている人が遅く感じ、外で見ている人が電車を速く感じているかということを実験した結果、外の観測所の時計よりも電車のなかに乗せていた時計がわずかながら遅れたらしくこのことから相対性理論は正しいおと証明されたそうです。 わかりにくかったかもしれませんが以上です。 ちなみに自分も中学生のときに相対性理論についてしらべました。 いまはもう専門学校生ですがあのときの衝撃は忘れられません。
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- boson
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下記のビデオをお勧めします。 メカニカルユニバース28 特殊相対性理論 http://pub.maruzen.co.jp/videosoft/shop/1150332.html ローレンツ変換を時間軸と空間軸の一次変換の アニメーションで解説していて大変教育的です。 中学生ですとまだ一次変換を習っていないと思いますが このビデオはアニメーションで軸を斜交させますので、 数式を使わずとも時間軸と空間軸がどのような変換を 受けるのかが理解可能です。 買うと結構高いので 図書館のビデオ資料室で見るのが良いと思います。 （ただし、大学図書館には結構所蔵されているのですが、 公立図書館ですと所蔵している図書館は少ないです...） 公立図書館では 例えば東京でしたら 府中市立図書館（中央図書館） http://library.city.fuchu.tokyo.jp/ に所蔵されています。
- nanashisan_
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＞僕は中学生なのでよく理解できません。 大学生でも理解できない人が少なくないので安心してください。 ＞小学校のころ、「速さ×時間＝距離」という公式を習いました。 ＞それは「光以外」の公式なのでしょうか？ 「速さ×時間＝距離」は速さの定義なので光を含む全てにあてはまります。 問題は速さが足し算できる数ではないというところです。 ＞確かに電車に乗っていてもあまり早く感じないのに 電車に乗っていて速く感じないのは相対論と関係ありません。
- tono-todo
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そういう前提で成立する、理論ですから何故同じとの質問には答えられません。 違う測定結果が出るはずだ、とのすべての実験結果が同じ、となったのでそれを正しいと信じましょう・・ということです。 難しくは、そうなるような座標変換をロレンツ変換といいます。
補足
回答有難うございます。 「ロレンツ変換」という言葉は始めて聞きました。 それについても調べなきゃ・・・。
- firefoxjpn
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そうなんです。 時速１００キロの電車から前方に時速５０キロでボールを投げたら、時速１５０キロのボールが飛んでいくはずです。 でも相対性理論を使って計算すると、１５０キロにほんのわずかですがとどかない速さになります。相対性理論を学ぶ人は、だれもがそこで疑問に感じます。でもそれが大事です。 速さだけでなく、重さ（質量）も重くなりますし、なんといっても時間も遅くなってしまいます。これはすでにいろんな実験で確認されており、空想ではありません。 ブルーバックスに良い本がたくさんあるので、参考にしてください。
補足
回答していただき、有難うございます。 小学校のころ、「速さ×時間＝距離」という公式を習いました。 それは「光以外」の公式なのでしょうか？ 今度ブルーバックスを見てみます。
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- 締切済み
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- 締切済み
- 物理学
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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
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- 締切済み
- 物理学
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- 締切済み
- 物理学
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補足
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