相対性理論

質問

私は専門外ですし、物理は高校以来学んでいない者です。

相対性理論の光の速度が不変というのがよくわかりません。
そこから導き出される時間や空間はあくまで相対的等のことは理解できますが、大元の光の速度がなぜ不変といえるのかがわかりません。

素人にもわかるよう説明してもらえませんか？

回答No.7

lv4u · ベストアンサー

>>相対性理論の光の速度が不変というのがよくわかりません。

確かに、「光の速度が不変」といいながらも水中では、その早さは３／４ほどになり、また水の流速によって変化します。
そのため、相対論以前、光の速さは、絶対空間ともいえるエーテルと、水という媒質の２つの影響を受けると考えられました。
そして、流速によって光の速度が変化する割合を、フィゾーが1851年に測定し、随伴係数を算出しました。
つまり、この段階では、光速度の問題は、相対論を全く考えることなく説明できていました。

でも、水という媒体と光の速度の関係は解明できたとして、エーテルと光速度の関係はどうなのか？エーテルは絶対静止系なのか、それとも地球がエーテルを身にまとって移動しているのか？それとも、別の解釈があるのか？という疑問が残ったのです。

それを解明しようとして、有名なマイケルソン・モーレーの実験が行われました。その結果は、「エーテル風は存在しない」という結論になりました。ただ、「エーテル風が存在しないこと－－＞光速度不変」という結論を引き出すのは、論理の飛躍だったといえるでしょう。

今から２０年前に「アインシュタインの相対性理論は間違っていた」という書籍が発売され、そして関連本がいくつも出版されました。このときに、相対論否定派と相対論肯定派の対決は、完全に決着がつかないまま、膠着状態になっていたように思います。
ただ、その後に、相対論肯定派が「実験結果により相対性理論の正しさが証明された！」とした実験結果が、ＥＳ細胞捏造事件のように、どれもが、データ捏造、デッチアッゲ、不十分な推論での結論づけということが明らかになってきたことにより、相対論否定派のＷＥＢサイトは、現時点でも衰えていないようです。

ですので、コンノ・ケンイチ氏や窪田氏は「相対論は間違っている。マイケルソン・モーレーの実験解釈が変だ！」というような攻撃のやり方だったので、白黒が付きにくい論争になったのではないかと思いますが、現時点では、「相対論が正しいと○○の実験から証明された」とされるいくつかの実験の正当性が無くなってしまったことを強調した攻撃のほうが良いのではないか？と思っています。

なお、アインシュタイン自身は、特殊相対性理論を作り上げるとき、その当時に測定座標で結果に相違が出る「マクスウエルの波動方程式」を意識していたと主張し、マイケルソン・モーレーの実験は意識しなかったそうです。ウィッキペディアにも、特殊相対性理論について「アルベルト・アインシュタインが1905年に発表した”電磁気学の理論”である。」と記載されています。

いずれにしても、質問者さんの「相対性理論の光の速度が不変がよくわかりません」というのは正当な疑問であり、現時点でも証明されずに仮説だと考えたほうがいいと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
結局、光の速度が不変というのは仮説で、その仮説に基づいて導き出されることで全て説明でき、矛盾する事象は未だに見つかっていないと言うことですね。