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)

  • masa2211
  • ベストアンサー率43% (178/411)
回答No.16

>カーナビの時刻処理がどうなっているかにより、「疑似科学」の主張が正しかったり、「相対論正しいぞ!」の主張が正しかったり だから、GPSの時計の狂い方が、全部のGPSで同じであれば問題ないです。 で、衛星が、ナブスター(米国)だけなら、全部が12時間周期で回っているので、狂いかたはほど同じとして可。 (あくまで、ほぼ同じだけであり、補正は必要。)。 でも、衛星はナブスターだけでなくみちびき(日本)のように、周期が違う(24時間)のがあるので 時刻の狂いかたが違います。こうなると、狂った時刻差*光速の誤差がモロに発生。 それ以前に、ニュートン力学が正しければ、衛星の時刻誤差(重力によるもの、速度によるもの)は発生しません。 http://members3.jcom.home.ne.jp/m_hidaka/index.html#suu には、衛星の時刻誤差は1日当たり38マイクロ秒、ということは書いてあっても、 相対論を使わないでどうやってこの数字を出したか、書いていません。 ※計算は以下のHPによる。モロに、相対性理論です。 http://maya.phys.kyushu-u.ac.jp/~knomura/museum/GPS/node11.html あと、 http://members3.jcom.home.ne.jp/m_hidaka/index.html#suu において、相対性理論の数式のどこがどう間違っているか、具体的に書いてある箇所はこちら。 http://members3.jcom.home.ne.jp/m_hidaka/06_yahari/1994_01.html やってくれますねえ。 マイケルソン・モーレーの実験について のところの 奇妙な光  のあたり。 考察1(物体の運動)と考察2(波の運動)とあって、光は考察1のほうだ、と書いてあります。 ※どうやら、波の運動は物体の運動と違うことに気づいていないものと思われる。 ※※考察2も、ごく普通に観測できる運動法則なのにありえないような書き方をしている。 たしかに、これ(考察1)でもマイケルソン・モーレーの実験の説明はつくのだけれど.... 光速一定の意味が相対性理論で言う光速一定と変わってしまい、 発光する物体からみて光速一定 の意味になってしまいます。 ゆえに、GPSに話を戻すと、距離を出すのに、時間×(光速+衛星の速度)で計算しないとなりません。 マイケルソン・モーレーの実験を説明でそう計算しているのだから、GPSの場合にほっかむりは完全に反則。 かつ、この説明の場合、波としての挙動(たとえばドップラー効果)をどう説明するんだろ? 無視するしかないと思うが。 ゆえに、件のHPの弱点は2つ。 1.GPSの時刻がなぜ遅れるのか説明が無い(計算式を示していない)のに、遅れ数値に相対性理論の計算値を使っている。   ※摂動によるズレと相対論的ズレを一緒くたにしている(月の存在により、摂動によるズレも    相当大きいと予想できる。)ものと思われる。 2.マイケルソン・モーレーの実験の説明のところで、距離=時間×光速で計算できることを否定してしまっているが、GPSでは否定を取り消している。論旨が一貫しない。 以上2箇所。

lv4u
質問者

お礼

いろいろサイトの紹介ありがとうございます。まだそれらのサイトは見ていませんが、これから参考にしたいと思います。 > ゆえに、件のHPの弱点は2つ。 > 1.GPSの時刻がなぜ遅れるのか説明が無い(計算式を示していない)のに、遅れ数値に相対性理論の計算値を使っている。 >   ※摂動によるズレと相対論的ズレを一緒くたにしている(月の存在により、摂動によるズレも >    相当大きいと予想できる。)ものと思われる。 > 2.マイケルソン・モーレーの実験の説明のところで、距離=時間×光速で計算できることを否定してしまっているが、GPSでは否定を取り消している。論旨が一貫しない。 上記2点についていえば、 1.について 私にとっては、「なぜ遅れるか?」の説明はとりあえずはいいのです。実験結果を重視する現代物理では、「なぜ?」という問いかけはある意味、禁句ではないかと感じています。もちろん、それが重要だとは思いますが・・。 私は、GPS時間の相対論的なずれがカーナビを使えないほどに影響を与えるのか、いろんな他の変動要素にまぎれ混んでしまうレベルなのか?が知りたいところだったんです。 ネットで調べた限り、「特殊相対性理論による速度の効果でのGPS原子時計の遅れと、一般相対性理論による重力の影響でのGPS原子時計の進みの合わせ技で原子時計は進む」というのが「相対論正しい!」派のHPで見た主張であり、実験結果でもGPS時計は進んでいるってことのようです。 で、その時計の進みが、カーナビの位置にどの程度影響を与えるか?となると、カーナビの処理システムに依存し、大きな誤差になる場合もありそうだし、場合によれば、気にならない誤差で収まるかもしれないってことかな?と推察しています。 2.について これは、「GPSで相対論が証明された」という主張をくずすために、相手の「時間がずれた」という主張を認めた上で、「相対論で主張する時間のずれによるカーナビ座標補正の計算は変ですよ。」ってことをHPで説明しているのだと思います。 なので、ある意味、論旨が一貫しないってのは、そうかもしれません。

  • s_hyama
  • ベストアンサー率19% (12/61)
回答No.15

よく勉強してるね GPS衛星に積んだ原子時計は相対論的効果をつかって補正されている という表現が正しいね。 以下、相対論とGPSの関係の参考資料としてリンクしておきます。 http://www.treeman9621.com/What_the_GPS_Tells_Us_about_Relativity_Japanese.html

回答No.14

>カーナビのシステムをご存じでないことが >よく分かりました ひどいなー。lv4uさんの主張の荒唐無稽さ を表すよい例だと思ったんですけどね。 ちなみに受信機側は一応専門家のはしくれです(^^;

lv4u
質問者

お礼

> ひどいなー。lv4uさんの主張の荒唐無稽さ > を表すよい例だと思ったんですけどね。 > > ちなみに受信機側は一応専門家のはしくれです(^^; なるほど、受信機側の専門家さんでしたか。それは失礼しました。 私のほうもネットでの検索キーワードを変えることで、もう一度、「とんでも」あるいは「疑似科学」とされるサイトと、いわゆる「相対論は正しいぞ派」つまり正当派とされるGPSシステムの解説サイトを見直してみました。 そして、0.3μsの時刻差について、なんで同じ時刻差の値を使いながらも、こんなに「疑似科学」グループと「相対論正しいぞ!」グループでの距離補正の値が大きく異なるのか?って考えてみました。 結局のところ、その0.3μsの時刻差について、「疑似科学」のほうは、 GPS原子時計の狂いが0.3μsある。ただし、GPS衛星と車の間を電波が飛ぶ時間には、誤差は発生しない。 ということで計算しているわけですね。となると、この時間差は、GPS衛星の軌道上での位置誤差を示すわけです。 「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。となると、光速度はGPS衛星の飛行速度よりもはるかに大きな速度なので、はるかに誤差が大きくなる。 そして、カーナビは自分自身の時計を使わないでも、GPSの原子時計を使って計測可能だそうですから、カーナビの時刻処理がどうなっているかにより、「疑似科学」の主張が正しかったり、「相対論正しいぞ!」の主張が正しかったりする結果になるように思えます。 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/ また、GPS衛星の原子時計が相対論の影響で、全ての衛星が同じように狂ってしまうなら、計測誤差は発生しなくなる可能性もあるように思えたりします。 というところでどうでしょう?

noname#175206
noname#175206
回答No.13

 #10です。  いろいろあるけど、もうここまで駄目だとなると、手が付けられません。以下だけにコメント。 #12お礼欄>カーナビのシステムをご存じでないことがよく分かりました。  質問者様がね。0.3μsの誤差で90mというのが何なのかすら、結局は分からなかったわけですから。  カーナビは複数のGPS衛星(原理的には最低でも独立な3個、実用上は4個以上)の信号を受け、各衛星の時計が同期されているとして、その時刻差を使うんでしょう?  光速度一定とすれば、その時刻差から各衛星との距離差が割り出せ、結果として地表での位置を確定できるんでしょう?  空間3次元で割りだせるから、地球近傍の宇宙でもカーナビ同様に使える。違うんですか?  GPS衛星の速度をどうやって使うんです? ちゃんと説明してみてください、まずご自分に納得できるように。  また、0.3μsが分からなかったということは、GPS衛星がどういう風に地球を周回しているかも分かっていない。そこに「飛行機で世界一周した後の、原子時計の時刻差」が絡んでいる。少なくとも、なぜ西回りの飛行機の原子時計は地表の原子時計より進んだのか。  だから、飛行機実験も解釈できていない。すると、GPS衛星の時刻合わせも全く理解できていないとしか言いようがない。  カーナビが相対論の検証になっているかどうか以前に、カーナビも相対論の基礎も分かっていないじゃないんですかね。それで、どうやってその二つを検証云々なんて言えるのだろうか。  分からないものを分からないまま考察を試みたり、批評してみても、何も生まれない。自分にとって悪い結果なら別だけど。  分からないことをスルーして、分かることだけつなぎ合わせてみても、何にも出てこない。分からないことは勉強しなければ分からない。 P.S.  念のためですが、「これはどうして間違っているのか?」ということには答えません。よく考えて、それでも間違って困っている人には私にできる範囲で協力したいと思っていますが、質問者様は当面、それはあり得ないと判断します。

回答No.12

>はい、そうです。光をものさしに使っています。 >そして0.3μsの時刻差による「光の物差し」の長さの変化は、 >光速度よりもずっと遅い人工衛星がその差の時間に >移動する距離になるのではないですか? ははあ、そうすると、GPS送信機を山頂に固定すると、 日時計でも位置測定できるんですよね(^^;

lv4u
質問者

お礼

> ははあ、そうすると、GPS送信機を山頂に固定すると、 > 日時計でも位置測定できるんですよね(^^; カーナビのシステムをご存じでないことがよく分かりました。

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.11

もう本当にどうでもいいことなんですが, #7 のお礼のところにある 「「相対論は大嘘」という方たちは、「光速度一定」は認めるが、アインシュタインがマイケルソン・モーレーの実験を分析するとき、数式化のミスをしていた。そのために、物体の長さが縮む、時間の流れが遅くなるという結論を導いたことを批判しているのです。」 という批判は筋違いもいいところです. どうやったら「数式化のミス」ができるんだろう.

noname#175206
noname#175206
回答No.10

 まあ、情報を疑似科学から得ていては仕方ないですが。  GPS衛星については、設計者が相対論で計算したかどうかは知りませんが、誤差の無いように原子時計を補正したら、相対速度と重力による相対論的効果と極めてよく一致したということですね。  1971年の飛行機の世界一周実験では、原子時計が三つ用いられています。東回りの飛行機と西回りの飛行機と飛行場、それぞれに一つずつ。飛行場の時計に対し、東向きで一周した時計は遅れ、西向きで一周した時計は進んでいた。そういう結果です。  奇妙な気もしますね。飛行機程度の高度なら、重力の強さの違いによる影響はほとんど出ない。動いたのは東西どちら向きであろうが飛行機のはず。動いた方が時計の進みは遅いはず。  GPSにしろ、飛行機の世界一周にしろ、その当時で既に、単純な特殊相対論検証などは研究にはならなくなっていました。  それでも、1971年のことについて言えば、円周に沿った運動での特殊相対論の効果であれば、まだ興味が多少は残されていたようです。  回転系での特殊相対論は、時間について言えば、それほど単純ではありません。回転による遠心力で人工重力を作り出す宇宙ステーションがあるとして、宇宙ステーション全域で厳密に時刻合わせした時計を持つことができないのです。  少し考えると分かります。等速直線運動の本当の慣性系では、同時刻の相対性が生じます。ある有限の長さの慣性系で厳密に時刻合わせされた両端の時計は、他の慣性系から見れば、時刻が合っていない。それを円形につなげるわけです。  こうなると、慣性系の違いとするわけにはいきません。ある系で一か所で時刻が違っている時計が、他の系からすれば合っているということは、相対論以前の問題として、ありません。  回転系では、円周に沿って稠密に置かれた時計の時刻を合わせることはできません。慣性系での時計合わせの方法に従って、隣り合った時計の時刻を合わせて行き、一周して戻ってきたら、どうしても時計の時刻が合わないわけです。  回転系での、時計の合わせにおいて、半径の異なる別の回転系(たとえば回転中心)の時計は基準とはできません。それは、並進運動においては、相対速度を持つ別の慣性系なので。  もちろん、一般相対論で計算してもいいですし、そうするべきなんでしょう。ただし、特殊相対論でも回転系といった加速度運動は、慣性系視座からの記述なら、扱えなければいけません。  回転系であるGPS衛星の速度の効果について、原子時計が衛星軌道という円周上で、そういう時刻合わせできないものだということは、よく考えた上で、さらに地表の時計も回転系だということを考慮した上で、質問されたいことを絞っておられますか?  その点をはっきりさせれば、場合によってはお知りになりたいことについて、回答が付くかもしれません。

lv4u
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 >> 回転系であるGPS衛星の速度の効果について、原子時計が衛星軌道という円周上で、そういう時刻合わせできないものだということは、よく考えた上で、さらに地表の時計も回転系だということを考慮した上で、質問されたいことを絞っておられますか? いえ、私は、GPSを元に「相対論が正しい」と主張されている方の意見は、cozycube1さんのように詳しく説明されてなく、単に「GPSによって正しいことが証明された」という記述ばかりを目にしたもので、回転系とか、特殊相対論、一般相対論などに言及されているものを目にしていませんでした。 なので、回転系での時刻合わせの問題も当然ながら気にはなりましたが、そういうことも含めて、厳密ではないにしても、「特殊or一般相対論で、こういう計算で補正量がこのくらいとなった。GPSによる理論値は○○であり、実測値は△△だった。」 ということが知りたかったわけです。もちろん、理論値と実測値が偶然に似た値になったという可能性はあると思いますので、相対論の真偽はさしあたり問わないでおこうと思っていました。 そして、ネットで検索したところ、「相対論は大嘘だった」という側のサイトがGPSについてわりと詳しく記載されていたので、それをベースに質問したわけです。 もしかすると、「ネットで検索」ってお気楽なスタンスがマズイのかな?

回答No.9

>#多少光速が衛星ごとに違っていても関係ないです。効いてくるのは時刻差です。 おっと、ここは余計でした。申し訳ない。 具体的に計算したら結構大きな誤差が出ますね。 「光速度一定」は必要です。

回答No.8

No.6 です。つっこみどろ満載ですけど・・・ >GPSでの補正で、相対論が証明されたというのは、 >特殊相対論と一般相対論の補正値のあわせ技で、 >測定値と一致すると主張されているのですね。 これよくみかけるトンデモですけど、もちろん一般相対論は特殊相対論を含んでいるので あわせ技ではなくて一般相対性理論のみで得られる結論です。 >衛星は、5箇所の基地局で、軌道のずれや原子時計の狂いを常に監視し、 >軌道情報やGPS原子時計の修正して、全ての衛星が同じ時刻になるように >調整しているそうです。なので、相対論効果を加味した補正は全く >無くてもいいともいえるようですね。 もちろん補正しなければ GPS は役に立ちませんが、補正のスケジュールは1日に1回程度です。 少なくとも数時間は自力で補正できないといけません。 >これは計算ミスです。0.3μsは、光速度の30万km/sではなく、 >人工衛星の速度である3km/sに適用することになるはずです。 これもトンデモサイトによく載っている珍説ですけど、ご自分でちゃんと考えてます? GPSの動作原理は光速をものさしに使い時刻差を使って衛星からの距離を算出する もので、数学的にはとても単純な幾何学の問題です。 時刻補正の問題を除けば特殊相対論は関係ありませんので中学生でも考察できますよ。 #多少光速が衛星ごとに違っていても関係ないです。効いてくるのは時刻差です。 普通のニュートン力学でどうなるかよく考えてみてください。 No.7 の補足ですが >「相対論での補正を考慮しないでGPSシステムは構築された」 デマですね。補正を ON/OFF できるようにするソフトスウィッチを作って 相対論効果を測定できるようにしたのは有名な話ですよ。 GPSを作った技術者も相対論には興味津々だったんです。 そもそもメジャーな古典的理論を無視して高価なシステムを構築するわけないですよね。 そのデマを書いた人はきっと世の中の人間が皆馬鹿だと思っているのだと思います。

lv4u
質問者

お礼

話が発散すると、面倒ですので相対論の正しさは、おいといてGPSの話に絞っておきます。 > >これは計算ミスです。0.3μsは、光速度の30万km/sではなく、 > >人工衛星の速度である3km/sに適用することになるはずです。 > > これもトンデモサイトによく載っている珍説ですけど、ご自分でちゃんと考えてます? > > GPSの動作原理は光速をものさしに使い時刻差を使って衛星からの距離を算出する > もので、数学的にはとても単純な幾何学の問題です。 はい、そうです。光をものさしに使っています。そして0.3μsの時刻差による「光の物差し」の長さの変化は、光速度よりもずっと遅い人工衛星がその差の時間に移動する距離になるのではないですか?もちろん、受信する側の車も移動するでしょうが、速度はずーと遅いので静止状態と考えていればいいことだと思います。 なお、幾何学的には、イメージとして、三脚の長さが変化することになるので、現実に計測位置に影響する度合いは、さらに少なくなると思いますがいかがでしょうか?

  • masa2211
  • ベストアンサー率43% (178/411)
回答No.7

人工衛星の時計が狂う、というのより、もっと直接的なものがあります。 地球上のある地点から人工衛星までの距離は近づいたり遠ざかったりします。 人工衛星までの距離は、衛星から発射する電波が届く時間を計るのですが、 人工衛星が動いている場合どうなりますか? 相対性理論が正しければ、人工衛星が動いているかに関係なく光速一定だから かかった時間×光速と、これは単純。 相対性理論が間違っている場合その1 人工衛星を基準にした場合に光速で、地上から見た場合は人工衛星の移動速度分が 加算(減算される)と考えた場合。 距離=時間×(光速+衛星の速度)   衛星の速度は、毎秒数キロくらい。 と計算しないとならないので、相対性理論と数百メートルの計算差がある。 相対性理論が間違っている場合その2 波の伝播速度のように、ある座標系に対して光速が一定と考えた場合。 地球が静止していれば距離=時間×光速 で問題ないが、 残念ながら地球は動いている。太陽の周りを回る速度が秒速30キロ 太陽が銀河系を回る速度は、それよりずっと速い。ゆえに、とんでもない誤差が生じる。 補正したくても補正する方法が無い(基準がわからない。) 地球のが媒体を引きずる、という考えもあるが、そうなると、光行差の説明ができないため、 とうの昔に却下された。 よって、相対性理論が間違っているなら、光速度に補正が必要。でないと、少なくとも数百メートル~数10キロも狂います。(時計が合っているとして。) 相対性理論が正しいなら、こういう補正は不要。 ちなみに、人工衛星の時計が多少狂っても関係ない、というのはたぶん本当。 ただし、全部の人工衛星の時計が同じように狂っているとして。受信機の時計はクオーツなので精度が悪い。(GSPには原子時計が積んである。)それで何も問題ないので。ただし、全部の人工衛星の時計が同じように狂っているのが条件とします。 なお、 URL: http://members3.jcom.home.ne.jp/m_hidaka/index.h … の内容ですが、その1の立場です。 でも、それなら、距離=時間×(光速+衛星の速度) で計算しないと変なのにそうしていません。 だから、計算をごまかして、相対性理論が間違っている、と言っていることになります。

lv4u
質問者

お礼

masa2211さん、回答ありがとうございます。 えーと、相対論が正しいか大嘘か?という点には、踏み込まないでGPS、カーナビに応用されているのは事実か?事実なら、相対論を適用しないときとの差はどのくらいか?だけを考えたいと思っていました。 いちおう、現時点では、みなさまの回答の内容と、ネットで調べた情報により、「相対論での補正を考慮しないでGPSシステムは構築された」「その補正が必要だとしても、その差は、「相対論は正しい派』の方たちの計算ミスにより補正量が過大に示されていた」と考えていいと思っています。 そして、 >>人工衛星の時計が狂う、というのより、もっと直接的なものがあります。 で始まっている論証ですが、ちょっと論理展開のスタート点が間違っていると思います。 「相対論は大嘘」という方たちは、「光速度一定」は認めるが、アインシュタインがマイケルソン・モーレーの実験を分析するとき、数式化のミスをしていた。そのために、物体の長さが縮む、時間の流れが遅くなるという結論を導いたことを批判しているのです。 「相対論が間違っている場合その1」の立場ではありません。彼らは、 光速度不変での光速度=一定値 の立場をとっており、その上で、アインシュタインの数式化のミスを問題としているのです。 人工衛星の速度や地球の公転速度を光速度に加算・減算すれば、おっしゃるとおりの誤差が出ると思いますが、彼らは、そういう計算をすべきだとは主張していません。 >>でも、それなら、距離=時間×(光速+衛星の速度) で計算しないと変なのにそうしていません。 ですので、彼らは、上記の計算式を使わないのです。

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  • 相対性理論を数学として教えてください。

    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。

  • 光より速いニュートリノ? 相対性理論覆す

    <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。