- ベストアンサー
光速度不変の法則の疑問
alchoolの回答
- alchool
- ベストアンサー率52% (18/34)
怒られそうですがまた連投します。 No25の ＜＜相対論に置いて、無意味な数字だというのは賛成だけど、 は訂正します。 運動学的には速度の単純な差を普通に使いますからね。 速度vの物体と速度-cの光が出会うまでにかかる時間は、両者の距離をLとして T=L/(c+v)です。 アインシュタインの論文 http://www.epii.jp/articles/note/physics/relativity/electrodynamics_of_moving_bodies でも(c+v)や(c-v)を普通に使ってます。 慣性系を乗り換えない場合、速さを足し引きするのは、計算として当然です。 慣性系を乗り換える場合には、時間を含めて座標変換するので 空間の時間微分は単純和になりませんが、それはそれ、これはこれです。 （力学的には「3元速度の差」を述べるだけでは何の指標にもならないので 「4元速度の差」を示してやらないと意味がないですが。）
noname#195146
関連するQ&A
- 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
- 重力速度不変の原理は存在しますか
アインシュタインによる光速度不変の原理は有名ですが、重力速度も不変ですか。物体が移動中でも、重力波が伝わる速度は上限を超えませんか。水中では光速が下がり、物質密度の影響を受けるようなので、重力波の速度の方がより安定していますか。
- ベストアンサー
- 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
- 光速度不変の原理について
【質問１】 「亜光速の宇宙船から、併走する光の速度を測定すると、光は30万km/sの速度で宇宙船から離れていく。宇宙船からの見た目的にも、光はぶっ飛んで行く」 こういった例が光速度不変の原理の説明によく現れますが、 ----------------------- (1)宇宙船は質量を必ず持つ。よって宇宙船の速度は亜光速が限界（光速にはなれない）。なので、宇宙船からの見た目的にも、光のほうが速いので、光はぶっ飛んで行くように見える。 (2)亜光速である以上、宇宙船内の時間は遅く進む（が、光の速度で進む物の時間よりは遅くはない。亜光速の時間の遅さ＜光速の時間の遅さ である）。 (3)宇宙船内は、亜光速なりには時間は遅くなるので、併走する光の速度を測定すると ＜亜光速なりに遅くなった時間の間に、光が進んだ距離÷亜光速なりに遅くなった時間＝30万km/s＞ となり、光速度不変のつじつまが合う。 ----------------------- という理解でよろしいでしょうか？ 【質問２】 また、この例は「亜光速の宇宙船から、併走する光を測定」についてですが、 「光から、併走する光を測定」の場合は、併走する光はぶっ飛ばず、とまって見える気がするのですが。。。（「速度(=km/s)」ではなく、「見た目」の話) あるいは、光速同士（AとB）が併走すれば、AにはBがぶっ飛んで見えて、BにはAがぶっ飛んで見えるのかな？
- ベストアンサー
- 物理学
- 光速度不変の原理に関することで教えてください
質量をもつものは、光速度に達すると質量が無限大になってしまうので 光と同じ速度で移動する宇宙船は作れないと思いますが、（光は質量を 持たずエネルギーだけなので光速度となっている？）仮にですが、光速度の 90％の早さで移動する宇宙船に載っていた場合でも、それと並行して同じ方向に 走る光は、光速度不変の原理に従って、静止してる場合と変わらず、1秒間に 30万キロで飛んでいくのを観測する事になるそうですね。不思議ですが・・ それなら、もし光が２つ並行して宇宙空間を飛んでいた場合、片方の光から 他方の光を見たと仮定した場合ですが、やはり30万キロで飛んでいくのでしょうか？ それとも、並んで同じ速度で飛んでるのを見ることになるのでしょうか？ いったいどのように見えるのか教えて頂きたいのですが。 この質問は、そんなことは出来ないから回答できないとかではなく、理論上は 光速度不変の原理では、どう見えるかをお教えください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 相対性理論：光速度不変
特殊相対性理論を勉強したはずなのですが、 すっかり忘れてしまいました＾＾； 確か、光速度普遍とは相対速度には当てはまらないと 聞いた事があったような気がするんですが＾＾；； これって間違ってますか？ それプラス以下の質問。。 光速度不変とは、相対速度も不変なのでしょうか？ 例：光の速さで飛んでいるロケットA、Bが衝突するとき、観測者には ２ｃの速さでぶつかったように見えるのではないですか？ （でもこれって、ロケットAが止まってると考えたら、ロケットBが ２ｃの速さでロケットAに近づいてる事になりますから、やっぱり おかしいですね＾＾；） それと、光速で進むロケットの中で進行方向と同じ向きに光を 出したとき、その光をロケットの外側で観測すれば、 ロケットの中を進行方向と同じ向きに進む光は ロケットの外にいる観測者には“２ｃ”として観測されるように思うのですが、 相対性理論はこれをどのように説明しているのでしょうか？ 時間の遅れ、ローレンツ収縮などを使って説明してくださいm(_ _)m
- 締切済み
- 物理学
- 慣性の法則と速度合成について。
等速直線運動をする宇宙船があります。宇宙船の前方が正の方向とします。宇宙船からみて、相対速度v2で飛んでいるミサイルがあるとします。そして、この宇宙船を静止系からみると速度v1だとします。そうすると、静止系からみてミサイルの速度はv1+v2である！と言う人がいます。 これはニュートン力学ではそうなりますが、特殊相対性理論ではそうなりませんよね。v1+v2はガリレイ変換から導出されます。ローレンツ変換からは導出されません。でも、それはとりあえず置いときます。 もっと変なことを言います。 「ミサイルの速度がv1+v2になるのは、ミサイルが慣性の法則に従うからだ」 さらに、「光速度不変は間違っている。ミサイルでなく光だとすると、静止系からみて光の速度はv1+c(cは宇宙船からみた光速)になる。なぜなら、光は慣性の法則に従うからだ」と言います。 私が思うのに、ミサイルが慣性の法則に従うからといって、ミサイルの速度がv1+v2になると言うことは論理的にできないと思います。 これは正しいですか。 同じように、光が慣性の法則に従おうが従うまいが、光速度不変には何の関係もないと思います。 私は光は慣性の法則に従わないと思っていますが、たとえ、光が慣性の法則に従うとしても、(光速度不変かどうかも不明だとして)、「光速度不変は間違っている。光はv1+cになる」ということは、論理的に言えないと思います。 どうなんでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 光速についてご質問します。観測者からの光の速度は不変ですね。仮に光速
光速についてご質問します。観測者からの光の速度は不変ですね。仮に光速の99％で移動する宇宙船ａとそれを外から見ている観測者ｂとします。ａの船内から前方へライトを付けました。ライトが船内の前方へ到達する時間をｋとします。とすると観測者ｂから見た到達時間はｋより多くかからなければなりませよね。光速の99％なんで、到達するのがスローに見えるのでしょうか？ 光速は超えられないのですが、仮に光速で移動したとすると観測者は前方に到達することを確認できません。だから光速を超えることはできないということですか？また、宇宙船内の光は速度ｃで進みます。とすると宇宙船ａ内のライトは宇宙船にとっては観測者ｂに対して（1+99/100）ｃとなり、宇宙船にとっての観測者に対するライトの速さは光速を超えてしまうのですか？うまく表現できませんが、どこに間違いが有るのか教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
補足
ちょっと見ない間に大変な激論になっていて驚きました。 それだけ色んな方にご意見を頂いた事と感謝しております。 お察しの通り速度の限界を「光速度不変」を言う言葉だけで前記の通り勘違いしておりました。 その結果言葉足らずで申し訳なかったのですがこう言った質問となりました。 まだまだ基本を抑えた上で質問知るべきと感じました。 ニュートンの本も読みました。 レベルが高すぎて正確にはまだまだ理解するに至りませんが何となくは理解できました。 ありがとうございました。