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光速について
アインシュタインの相対性理論によると 物体は光速すなわち秒速３０万キロを超えて飛ぶ事は出来ないとしている。 なぜなら長さはゼロになり質量は無限大となるとしている。また宇宙では速度の概念が無くなるとも言っているが、この矛盾点を教えてください。
- Skyline-RS
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- 物理学
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＃６です。 失礼ですが、相対性理論の基本的なことを誤解されていらっしゃるのでは？ > 相対性理論（＝一般相対論）はお互いが移動しているときのお互いの関係を理 > 論的に説いたものである。 比相対性理論（＝特殊相対論）は片方が停止または > 移動していなくて、もう片方が移動しているときの理論です。 特殊相対論とは、 １．慣性系において物理法則は同等である ２．真空中における光速度は一定である のふたつを原則として採用したものです。 慣性系というのは、一定の速度を動いている系のことです。この慣性系の中では 物理法則は全く同じ式でかけるというものです。静止している系Ａを動いている 系Ｂから観測すれば、むしろＢが静止して、Ａが動いているように見えます。こ のそれぞれの系が、全く同等というものです。これが１です。 もうひとつの原則は光速度は真空中においては一定の速度で進むというものです。 （いかなる慣性系においてもそのように観測されるとしたほうが正確かもしれま せん） このごくあたりまえのようなことから、アインシュタインはニュートン力学をひ っくり返すような特殊相対論をあみだしたのです。ところがアインシュタインは 特殊相対論ではまだ不十分だと考えました。なぜなら、運動には等速度で動く場 合だけではなく加速度運動（広い意味での加速度運動というのは速度が速くなる だけではなく減速するもの、回転するものも含まれます）もあるからです。 考えてみてください。新幹線の中で新幹線が同じ速度で走っている間は、駅でま っているときと同じ感覚ですが、加速するとき、減速するとき等には、慣性力と いう力がかかります。 アインシュタインは、この特殊相対論を更に拡張して、加速度系にも適用しよう というものです。そのための議論として １．あらゆる非慣性系においても物理法則は同等である（正確には局所慣性系に おいて物理法則は同等である） ２．加速度の及ぼす影響と重力の及ぼす影響は区別できない ということを基本として一般相対論をあみだしたのです。
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- apple-man
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Ｎｏ．６の補足の内容につきまして ＞比相対性理論は片方が停止または移動していなくて どうも変な本を読まれているような気がするのですが。 できるだけ解かりやすく言うと、相対性理論から宇宙が 膨張していることが分かるので、止まってられないんですよ。 動くベルトコンベアの上で止まれないようなものです。 自分が止まってもベルトに運ばれますよね。 ベルトコンベアの場合、まわりが動かないので、それを見ながら ベルトに運ばれないよう自分が歩けばいいですが、宇宙にはそういう 比較対象物がない。 ＞物体は光速すなわち秒速３０万キロを超えて飛ぶ事は出来ないとしている。 多分それもアインシュタインの言葉ではないでしょう。 地球から見ると、遠くの星ほどより速く遠ざかっていると いう話を聞いたことはありませんか？ つまりものすごく遠くの星は光より速く地球から 遠ざかっているのです。
アインシュタインの相対性理論とは、「絶対座標系」の否定が基本になっています。 またそれが現実の現象と一致するため、それが現在では認められているわけです。 ご質問にある、比相対性理論なるものはいまだかつて聞いたことはありませんね。 そもそも相対性理論を正しいとした時点で、静止しているかどうかという概念に必要な「基準」が存在しなくなります。 全ての「慣性運動している座標系」が同等な立場となり、あくまで運動は相対的なものであるとするのが基本です。 私は大学の物理で相対論の講義を受けただけですから専門家ではありませんが、歴史的には、 ・昔は何がしかの絶対座標系の存在があるのが当然とされた ・それを考えると光を伝えるとされるなぞの媒質エーテルが何らかの形で検出できると考えていた。 （光の速度は有限であるから、それであれば、地球は自転しているのだから光進行方向により速度が異なるはず） ・しかしその証拠は依然として見つからず、みな首をかしげていた。 ・アインシュタインはエーテルなんて必要ない、更には絶対座標系なんて存在しないという大きな方向転換をはかった。 ・みな大変驚いたが、確かによく説明がつくことが証明された。 という流れですね。 つまり 「慣性座標系ＡからみてＢは静止している」（相対的な考え方） ということは出来るが、単に「静止」しているという概念はない（ありえない）のです。 どのような本をお読みになったのかわからないのですが、フィクションの入った読み物ではないかと思いますよ。
- satoumasaru
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> 速度と言うものは、ある止まっている物体に対して何キロの速度が > でているか？と言う事で、これは比相対性理論で述べているのである。 おっしゃるとおり速度はある一定のものを基準に考えています。これは 相対性理論ではあたりまえのことですが、比相対性理論って何ですか？ 補足をいただけたらありがたいのですが・・・・
補足
相対性理論はお互いが移動しているときのお互いの関係を理論的に説いたものである。 比相対性理論は片方が停止または移動していなくて、もう片方が移動しているときの理論です。
ご質問の趣旨は、 ・物体は光速すなわち秒速３０万キロを超えて飛ぶ事は出来ない ・宇宙空間では全ての速度が相対的なものだから「絶対的な速度の概念はない」 の２つが矛盾していないか？ ということでしょうか。 アインシュタインの光速を超えられないという意味は、 ・物体Ａ，Ｂがあるとします。（慣性座標系のＡ，Ｂという言い方もします） いまＡを「加速して」いくとＢに対する「相対速度」はどんどん大きくなるが、決してその「相対速度」は光速を越えることはない。 という意味ですね。 物体Ａ自身はちゃんとどんどん加速しているけど、ＢからみるとＡの時間の進行はどんどん遅くなるので、あたかも加速がどんどん鈍くなっているように見えるわけですね。 初めから越えていたら？？？？という疑問も湧くのですが、初めはみんな一つの場所にいてビッグバンで広がったとすると、互いの相対速度はみんな光速以下ということになりますね。 ただ、初めから相対速度が光速を越えている物質まで否定していないから、ＳＦの世界では「タキオン粒子」なんていう初めから光速以上の物質の存在なんかが出てきますね。
- apple-man
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本当にアインシュタイン自身の言葉なのか、それともそれを 解説した人の文書の内容なのかによって、多少意味あいが違う と思いますが・・・ アインシュタインの時代の速度とは、今の日本では小学校でも 教える、時速とか分速のことです。 ＞長さはゼロになり とありますが、これだと物質だけが縮んでいるようですが、 正確には物質とその周囲の空間が縮んでいます。つまり 長さだけでなく、距離も縮みます。 ここで速度の概念に戻りますと、例えば時速は ４０ｋｍ（距離）／ｈ（時間）など ★距離を時間で割ったものが速度になります。 この概念をそのまま適用してしまうと、 長さはゼロ、つまり距離がゼロでは速度もゼロと なりますが、実際は３０万キロｍ／ｓで運動している。 これは速度の概念に矛盾するのではなく、 （今までの）速度の概念が宇宙では無くなることもある ということなんでしょう。
お礼
ありがとうございました
補足
物体が３０万キロ／秒を超えて飛ぶ事は出来ないとしています。 なぜなら、長さはゼロになり、質量は無限大となるとしています。 また、速度と言うものは、ある止まっている物体に対して何キロの速度が でているか？と言う事で、これは比相対性理論で述べているのである。 地球の表面、すなわち地面に対して速度が何キロ出ているか、ということである。ゆえに宇宙にあるものはすべて動いているので、何に対して何キロで飛ぶのか？と言うことである。 失礼ですが、アインシュタインの比相対性理論と相対性理論はどちらが先に出来たと思いますか。
- Mell-Lily
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アインシュタインによれば、速度vで運動するA君の時間の進むテンポは、止まっているB君に対して、 √(1-v^2/c^2) 倍になります。仮に、 v=c とすれば、 √(1-v^2/c^2)=0 ということになり、A君の時間は決して進まないということになります。運動というものは存在できず、速度や加速度という概念も消え去ります。
- mmky
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[物体は光速すなわち秒速３０万キロを超えて飛ぶ事は出来ない.] という哲学、思想ですから秒速３０万キロに近づいた時に何が起こっても矛盾はないのです。 もしそこで起こるいろいろな現象を矛盾と捉えるならば、もとの考え方を変えればいいのです。それだけです。 参考程度に
- dejiji-
- ベストアンサー率38% (327/858)
「物の速度を測るとき、機械を使い観測します。この機械というものは、光波の動きの物理的法則が支配しているため、質問の矛盾点はあるが、これを矛盾する証明を与えることはできない。」と書かれています。 有名な五行戯詩に 昔、ブライトとよばれる一人のレディーがいた 彼女は光より早くあゆむことができた 彼女はある日、外へ出た そして相対性のみちを通って 前日の夜に帰ってきた と・・・・・
補足
勘違いをしていました。 特殊相対性理論と一般相対性理論でした。 比相対性理論は特殊相対性理論でした。 相対性理論は一般相対性理論でした。 ある星は光速より早く地球に対して離れて行くが、その他の星に対しては光速以下かも知れません。したがって宇宙においてはスピードの概念は無くなると思われます。車のスピードは地面に対して時速何キロ出ている。と表現できる。宇宙では周りのものすべてが移動しているので、もしスピードを表現するならどの星に対して何キロか？と言う表現になると思います。