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解決済みの質問

相対性理論について分かりやすく教えてください。

何となくではなく、心底理解できた人の回答をお待ちしています。

投稿日時 - 2018-09-28 11:16:25

QNo.9541979

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

 コメントを読んでいると、相対性理論より、光速度不変が信じられない。ありえないと思われているようです。また、光速度は測られていないと思い込んでいるようです。
 光速度は相対性理論が出る前から測られていました。昔の学者はこう考えていました。宇宙の東からくる光と西からくる光は速度が違うはず。地球は動いているのだから。これらを測れば地球が宇宙の中でどう動いているのか判る。
 しかし、どう測っても同じでした。昔の科学ではあり得ない事です。そんな中、マックスウェルが電磁方程式を出しました。これによると、光速度は一定でなければならない。理論上も光速度が一定であることが証明されたのです。
 それを説明したのが相対性理論です。動こうが止まろうが光速度が一定なのは、動くと時間の進み方が変わるから。宇宙に絶対停止状態など存在しない。時間も空間も絶対ではないと説明したのが相対性理論です。昔は時間と空間は絶対だと思われていました。そんな気がしているだけだったのです。
 現在、光速度不変はGPS 、距離測定器、スピードガン、ドップラーレーダー、重力波測定装置などいろいろな所で使われています。これらの機械が正常に動いているのが光速度不変の証拠です。光速度が変化するなら、あらゆる光を使った測定装置が、その都度違う結果が出て、役に立たないはずです。
 光速度が不変なのは、光が質量を持たないから。質量を持たない物は運動を邪魔する物がないのでこの宇宙の最高速度で動く、速度を下げられないからです。(静止質量が虚数なら超光速で動きます)、宇宙の最高速度がなぜ299792458m/sなのかは、この宇宙の性質としか言いようがありません。
 逆に質問しますが、あなたが光速度不変を疑う理由は何ですか。

投稿日時 - 2018-10-12 23:32:59

お礼

>光速度は測られていないと思い込んでいるようです。

そんなことを言った覚えはありません。

>宇宙の東からくる光と西からくる光は速度が違うはず。地球は動いているのだから。これらを測れば地球が宇宙の中でどう動いているのか判る。
 しかし、どう測っても同じでした。

いつ、誰がそんな測定をしたのでしょう?
初耳です。

>マックスウェルが電磁方程式を出しました。これによると、光速度は一定でなければならない。

そんな馬鹿な。
音速の公式から、音速不変ってなりますか?
それと同様に、光速の公式が即、光速不変を表したことにはなりません。
光速は光源を基準に測るものです。
従って、光源が近づけば当然光速は速くなります。
当然の理屈です。

>それを説明したのが相対性理論です。

とんでもない勘違いです。
相対論は光速不変を仮定して組み立てた理論です。
ですから光速不変が偽りであることが判明した時点で崩壊します。

>現在、光速度不変はGPS 、距離測定器、スピードガン、ドップラーレーダー、重力波測定装置などいろいろな所で使われています。

GPSについてはその原理が光速不変を否定しています。
距離測定器、スピードガン、ドップラーレーダー等は光源を動かさずに行います。

動かしたら
>その都度違う結果が出て、役に立たないはず
だからです。

>光速度が不変なのは、光が質量を持たないから。質量を持たない物は運動を邪魔する物がないのでこの宇宙の最高速度で動く、

光速度が不変なのは、光源から図った場合です。
光源を基準に測れば光速は常に一定です。
従ってこんにちでは「光速一定」と呼ばれます。

>宇宙の最高速度がなぜ299792458m/sなのかは、この宇宙の性質としか言いようがありません。

そういう表現は、トンデモ物理と言ってよいでしょう。
宇宙にそんな性質はないからです。

>逆に質問しますが、あなたが光速度不変を疑う理由は何ですか。

光速不変を証明した実験が存在しないこと。
それに加え、あらゆるものに慣性の法則が適用されるからです。
この世に慣性の法則に従うものと従わないものが、混在するわけがないと考えるからです。

投稿日時 - 2018-10-13 20:08:37

ANo.12

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回答(13)

ANo.13

>光速不変そのものが実際には存在しません。

それはあなたのおもいこみにすぎません

投稿日時 - 2018-10-15 07:24:38

ANo.11

高速度不変を前提として運動法則を数式化したものです
実際の現象に合致するように数式が求められたものであり、なぜそうなるのかという原因には言及しません

投稿日時 - 2018-10-09 12:41:52

お礼

>実際の現象に合致するように数式が求められたものであり、

光速不変そのものが実際には存在しません。

投稿日時 - 2018-10-13 20:14:59

ANo.10

> 光速不変を確認した実験はあるのでしょうか?
> アインシュタインは山ほどあるかのように言っています。
不勉強で存じませんが、そんなこと言ってましたっけ?
アインシュタイン自身はそれまでの種々の観測結果を元に、「どのような慣性系で測定しても光速度は一定であると仮定」すればそれぞれの現象をうまく説明できることを相対論につながる一連の法則式で示しただけで、彼自身、全ての慣性系で光速度を測定誤差なしに計測することなど不可能であると正しく認識していたはずです。

相対性理論が現実に適用できない事例がない限り、逆に光速度不変という「前提条件」の方も否定する要素になりません。

> どこか相対論は怪しいと。
怪しいも怪しくないもありません。
相対論は「光速度不変」を前提条件としていて、その前提条件が成り立たない系では適用できない、というだけのことです。
理論とは現実に即さないことが示されれば淘汰されていくもの。
STAP細胞だって論文発表後の検証で1つも成功例がないために淘汰されましたよね。

ですから強く疑問を感じるなら憶測で済ませず、ぜひ「光速は不変ではない」という証拠をたった1つでいいので追検証が可能な方法で示してください。そこから新たな理論が導かれ、ほぼ間違いなく超光速航法などあらtな科学の可能性につながるはずですから。

投稿日時 - 2018-09-30 09:00:49

お礼

>不勉強で存じませんが、そんなこと言ってましたっけ?

言っています。

アインシュタイン自信の書き物をあまり読んでいらっしゃらないようですね。
彼自身はそれほど多くは出版していないと思いますが?

>アインシュタイン自身はそれまでの種々の観測結果を元に、「どのような慣性系で測定しても光速度は一定であると仮定」すればそれぞれの現象をうまく説明できることを相対論につながる一連の法則式で示しただけで、

自分流に解釈していませんか?

それと、私が質問しているのは相対論を誰にでも分かるように説明してください、と言うことです。

ムキになっていませんか?
信者の気配を感じます。

投稿日時 - 2018-09-30 18:19:19

ANo.9

No.3再
> その事の確認をされたのでしょうか?
> 光速が不変であると言う確認を。

相対性理論において、すべての観測系で光の速度を測定することが不可能である以上は、それは「悪魔の証明」となります。

逆問ですが、今まで誰も真空中の光の速さが変化しうるということを証明できた人はいません。そして誰かがそれを証明しない限り、相対性理論が光速度不変を前提条件とする事を誤りだとは言えません。

神はいないという説に反論するためには億千万の言葉をもってしても無駄、たった一つでも神がいることを客観的に証明しうる方法があればいい。

投稿日時 - 2018-09-29 14:01:03

お礼

もう一度お聞きします。
光速不変を確認した実験はあるのでしょうか?
アインシュタインは山ほどあるかのように言っています。

実際、それが真実なら山ほどあるはずです。

でも、ひとつもない。
そこから疑問を持つべきです。
どこか相対論は怪しいと。

真実はどんなに疑ってもびくともしません。
貴方は相対論を疑ったことがありますか?

投稿日時 - 2018-09-30 05:53:20

ANo.8

>その事(光速だけは絶対変わらない)を誰が確認したのでしょう?

アインシュタインが確認しました。きちんと計算式でも残していますよ。
それが正しいかどうか、世界中の飛び抜けて頭がいい人たちが検証したり確認しましたが、今のところそれを否定する意見は少ないようです。
「少ない」と書いたのは、完全に証明されたわけではない以上断言もできないのです。なぜ断言ができないのかというと、この宇宙に存在する全ての森羅万象を人類は知っている訳ではないからです。知らないことがある以上、完全に証明もされていないのです。

「証明されていないものを信じるのか!」とおっしゃるかもしれませんが、科学の9割は証明されていません。例えば引力は証明されていないので、物理学者の中には「引力というのは存在せず、それは幻想である」という人もいます。我々が地面を歩いているのもリンゴが木から落ちるのも幻想かもしれませんね。

投稿日時 - 2018-09-28 18:57:20

お礼

>>その事(光速だけは絶対変わらない)を誰が確認したのでしょう?

>アインシュタインが確認しました。

いいえ、誰も確認していません。
光速不変を証明した実験はひとつもありません。
「そんな気がする」だけです。

投稿日時 - 2018-09-29 06:19:27

ANo.7

相対性理論は「そう考えると訳の分からなかった事象が説明
できる」ということで提唱された理論なので、大前提として
「訳の分からなかった事象」を理解しておく必要があります。

ということで、「マイケルソン・モーリーの実験」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%B1%E3%83%AB%E3%82%BD%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%AE%9F%E9%A8%93

すなわち、地球の自転の回転方向に打ち出した光と、直角方向に
打ち出した光で、速度の差が無いという実験結果をどう説明する
か・・・という話なんですね(光の速度が有限なら、自転方向と
直角方向で反射して戻ってくる時間が違うはず)。

(まあ、他にも水星の近日点の移動など、色々「訳の分からない
事象」ってのはありますが)
http://eman-physics.net/relativity/mercury.html

これをどう説明するか・・・で、アインシュタインは「そもそも
光の速度は、どういう状態で打ち出しても一定なんだ」と発想を
逆転させ、「その代わりに光が持っている"時間"で調整をかけて
しまおう」としたんです。これが特殊相対性理論の初めです。

なので、「相対性理論」というのは、「そう説明するといろいろと
便利」だから打ち出された理論で、「それが宇宙の定理」と証明
されて出来上がった理論ではありません。まあ、「ニュートン力学
(古典力学)」で説明がつかないのに、「相対性理論」で説明がつく
事象ってのが、宇宙では結構見つかってますからね。「相対性理論
は多分正しい」ってことになってはいます。

投稿日時 - 2018-09-28 15:29:31

お礼

>相対性理論は「そう考えると訳の分からなかった事象が説明
できる」ということで提唱された理論なので、大前提として
「訳の分からなかった事象」を理解しておく必要があります。

そういう理解の仕方はいかがなものでしょう?

「マイケルソン・モーリーの実験」の実験から光速不変を導き出すのは、愚の骨頂と思われます。
この実験から導き出されるのは、この世にエーテルなるものは存在しない!ただそれだけです。
裏を返せば、光速は可変ということが言えるわけです。

投稿日時 - 2018-09-29 06:15:51

ANo.6

No4ですが
空想科学でも何でまりません。
現実の宇宙空間が時間次元が関係しているからこそ、時間と共に物体が動きエネルギーが働くことができるのです。
非ユークリッド幾何学は三次元を超えた次元として大学数学では当たり前に扱われる分野です。
だから三次元で考える限り説明しようがないと言っているのです。
時間が経過していることを否定するのでしょうか?

投稿日時 - 2018-09-28 14:46:07

お礼

>現実の宇宙空間が時間次元が関係しているからこそ、時間と共に物体が動きエネルギーが働くことができるのです。

申し訳ありません。
何を仰っているのか分かりません。

アインシュタインはきちんと相対性理論という名で本を出しています。
その中ではそんな話はしていないと思いますが・・・
順序だてて進みませんか?

投稿日時 - 2018-09-29 06:09:59

ANo.5

簡潔にいえば「物事の全ては立ち位置によって見方が変わる」ってことです。

山の麓から見える風景と、頂上から見える風景は違います。平社員から見た社会と、社長から見た社会もまた違って見えます。立場が変われば見方が変わるのは森羅万象全てに当てはまります。
それを言葉だけではなく、数学物理で証明したのです。

ただ一つの例外が光で、光速だけは絶対に変わらないとのことです。法則に例外が存在するのはこれまた数学物理としても当然のことです。

投稿日時 - 2018-09-28 14:11:45

お礼

回答有り難うございます。

>ただ一つの例外が光で、光速だけは絶対に変わらないとのことです。

その事を誰が確認したのでしょう?
まさかそんな気がする、ではないでしょうね?

投稿日時 - 2018-09-28 14:18:01

ANo.4

空間を三次元と考えるから理解できない。
ctをもう1つの次元として考えれば、当然の理論として全てが理解できる。
わかり易く説明すると1冊の本になるから、非ユークリッド幾何学を基礎から自分で勉強してください。
直線は曲がり、平行線が交わることも当然になる。

投稿日時 - 2018-09-28 13:24:55

お礼

>空間を三次元と考えるから理解できない。

物理は空想科学ではありません。
言葉遊びは私は好きではありません。

>非ユークリッド幾何学を基礎から自分で勉強してください。
>直線は曲がり、平行線が交わることも当然になる。

もうこれでは数学ではありません。
言葉遊びです。

トンデモ物理です。

投稿日時 - 2018-09-28 13:52:08

ANo.3

好みの異性と「1cm」の距離で楽しく語らう「1時間」と、サウナの中でムサイおっさんに「1cm」の距離を置いて囲まれている「1時間」とでは、体験者は同じ1cm・1時間とは感じられない。
同様に、観測者と観測対象の相対的な関係によって距離や時間の観測結果が変わりうる事を数式を用いて導いたのがアインシュタインの相対性理論(ただし真空中の光の速度は不変であるという前提条件に基づく)。

簡単に説明できる人がいるだろうと見ているあなたと、4000文字ごときで全て語れるわけがないとみる前回答者。これも観察者の立ち位置の差による相対的な違いでしょう。
学んでツッコみどころがあると感じたのならば、その点に絞って質問を立ち上げるなど、もっと内容を絞ったほうが良い回答が得やすいと思いますよ。

投稿日時 - 2018-09-28 13:12:23

お礼

>ただし真空中の光の速度は不変であるという前提条件に基づく)。

その事の確認をされたのでしょうか?
光速が不変であると言う確認を。

その辺りからどうでしょう?

投稿日時 - 2018-09-28 13:44:09

ANo.2

理論の理解に心情や感情は関係ないので心底理解することは出来ません。

ですので、心底理解できた人はいないと思います。

投稿日時 - 2018-09-28 12:06:19

お礼

>理論の理解に心情や感情は関係ないので心底理解することは出来ません。

私の言わんとしていることが貴方に伝わらなければ、スルーして結構です。

投稿日時 - 2018-09-28 13:41:08

こんなところで説明できるほど短いものじゃない。 素人向けの解説書とか出てるからそれを読んだ方がいい。 (^^;)

投稿日時 - 2018-09-28 11:20:28

補足

易しい解説書を何冊か読みましたが、いまいちでした。

と言うより、本は疑問に答えてくれません。
ツッコミが入れられません。
反論ができません。

疑問が出たら議論することが大事だと思っています。
真実は多数決ではないはずです。

投稿日時 - 2018-09-28 11:44:55

お礼

早速の回答、有り難うございます。

>こんなところで説明できるほど短いものじゃない。

そう断定する理由はどこに有りますか?
完全に理解しているなら短めに説明できるのではないですか?
私には逃げているように思います。

>素人向けの解説書とか出てるからそれを読んだ方がいい。 (^^;)

貴方は玄人ですか?
玄人はどんなことをしているのですか?

投稿日時 - 2018-09-28 11:29:15

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