光速度一定の基準空間とは何か

光速度は秒速30万キロメートルの一定値と言います。速度にはその定義する基準空間座標が有る筈です。光速度は余りにも有名なアインシュタインの特殊相対性理論で良く論じられます。一般にその速度基準はどのようなものと考えますか。

質問者からの補足コメント

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  たくさんのご指導やご意見を頂きました。ありがとうございました。
  折角でしたが、まだご意見の光の「光速度一定」を定義する基準空間を理解できないでいます。用語の〈慣性座標系〉が地球等の運動する星の上での実験的観測の場を基準空間としていると確認しました。その座標が高速度でも光源と観測者の相対距離が変わらなければ、光の観測周波数・波長は変化しないでしょう。ただ、光の放射時刻と受信時刻との間には相対距離と光速度一定の計算の伝達時間差が出ましょう。なお、広がりを持つ電波と光では地球導体近傍の空間の影響で現象に差も出ましょう。実際を知りませんが、相対距離の変動する飛行機着陸時の有視界飛行での受信信号は如何でしょう。様々な研究で、光通信・伝播現象以外にもそれを相対性理論に関連付ける解釈があるようですが、疑問に思います。特殊相対性理論の論拠と静電場内の磁界の解釈の関係が問答になるかと思います。

    補足日時：2015/09/11 10:17

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  ありがとうございます。
  多くの方に御回答、ご議論頂きました。ベストアンサーを選ぶことが要求されています。しかし、未だに選べないで居ります。誠に申し訳ありません。
  お叱りを受けている点が、私が元もとアインシュタインの『特殊相対性理論』が詭弁論だと思うから、最初から質問するなでした。
  最後の、No.40の話にある電気磁気学が多くの基本的な点で矛盾にある。そこからの光の特殊相対性理論の誤りを指摘している。その意味は光の観測上では基本的に相対速度となる。光が光速度一定で伝播する空間は人間の観測には無関係に存在し、その空間を光規定空間と定義付けた。その空間を人は認識できない。観測者自身がその光規定空間に対する速度を知る事は出来ないから。
  以上の観点から質問を提起させて頂きましたのは、他の方がもし見られてどのように思うかをご自身でお考え頂く場になればとの思いでした。

    補足日時：2015/09/23 22:43

No.41 回答者： kothimaro 回答日時： 2015/09/24 20:58

「光速度が不変と観測される仕組み」については、下記ホームページを参照下さい。

http://www42.tok2.com/home/catbird/index.html

この回答へのお礼

ありがとうございます。
ホームページを見させて頂きました。
少し私の言いたい意味に近い点も有りますが、なかなか理解できません。
その訳は、私の能力が無いからかも知れませんが、用語の定義が不明確である為のようです。
ローレンツ変換の話から入っていますが、そこで述べている説明で、例えば、
速度Ｖkm/sで移動する慣性系では、>
と言う速度の基準座標。
あるいは、t'=(t-Vx/c^2)/√(1-(V/c)^2)　のｘの基準座標は何でしょうか。
など、ローレンツ変換の意味でも、その基準がはっきりしないと光の速度は論じられないと思います。光は何に対して速度一定なのかが議論できないのです。
その辺がアインシュタインの理論と同じく、座標の基準空間が理解できないのです。
その基準が曖昧では、光速度一定と言う表現自体が不明確ではありませんか。

お礼日時：2015/09/28 10:23

No.40 回答者： kawasemi60 回答日時： 2015/09/20 20:32

一般相対性理論は古典物理学と電磁気学を

関係づけたと理解。質量と電磁気をエネルギー
で結んだ。数式ならどれかを基準にする訳で・・・

話の前提が逆では？光を基準に空間を導いた
ら時空間という概念が現れた・・・
これって太陽系軌道論争に似ている

地球基準で運動を数式化しようとしたら多大なる
困難に遭遇、太陽を基準にしたら楽に数式化出来た
数式ではどちらの表記も可能

なのに太陽を地球が回るという表現するのは単純で
扱いやすいから。それが正しいからでは無い
科学では単純な理論の方が喜ばれ正しいとされる

この正しいと言うのは理論自体で無く科学の姿勢。
相対論が正しいと支持されるのは単純な表現だから
もちろん相対論で全てを説明出来ない事は本人も承知

この回答へのお礼

お話有難うございます。
しかし電磁気学とは何ですか。「学」と体系付ているだけの人間の観方の理論でしかないのじゃないですか。
御説のお話の意味が理解できないで済みません。

お礼日時：2015/09/21 12:09

No.39 回答者： kawasemi60 回答日時： 2015/09/17 09:55

光速度一定という意味を普通日本人が説明すれば

慣性系や静止系において光速度は同じである
粒子や電磁場の最高速度は空間の性質で決まる

空間で決まるので移動粒子の速度による影響は無い
たとえると・・・
海上を進む船が小舟を棒で押し出すなら速度が加算。

船の前と後ろに電極を海中に入れ電流を流す速度と
左右に入れて流す電流の速度は同じ
超厳密には違うかも知れないが普通人の感覚では同じ

電流の速度を基準にすれば風や波の影響を受けずに
多数の船上において物理法則を統一して表現できる
つまり光速度を基準にすれば粒子という船上における

物理法則を統一的に説明出来る。
一般相対性理論では光の伝搬空間自体は扱わない
エネルギーや粒子に対しての影響が予想として現れるだけ。

光速度の基準空間ですか・・
太陽系近傍の宇宙空間あるいは人工による超高真空
の空間が光速度の基準空間と普通日本人は考えます

望ましいのは島宇宙の中間だろうけど今は不可能
空間自体の性質は理論物理で研究中、と。
そして多次元宇宙の花さかり～

この回答へのお礼

いろいろご解説有難うございます。
しかしすみませんが全く仰っていることの意味が理解できません。
これだけ長く御意見を伺いましたが、未だベストアンサーを選べることが出来ずに困っています。
光は人間の存在には関係なく、その伝播する光速度一定の空間があると考えます。人が光を観測・測定する地球上では、その光の伝播空間を人は認識は出来ない筈です。地球が運動しているから。運動体での観測は必ず光を相対的関係でしか捉えられないと考えます。光だけ特殊だと言う相対性理論にはどうしても納得できません。その上で、地球上の光観測では、光の特徴、波長は光源の放射光と観測の光とは同じくなる訳です。相対的な距離に大きな変化が無ければ、両者間での通信には何も支障は無いと言うだけだと考えます。
難しい特殊相対性理論など不要だと言いたいのです。
また質問ではなく混乱させるだけだとお叱りを受けそうですが、科学理論の基本を疑わざるを得ない現状では、（それは私だけだと言われましょうが、）そのように皆様にご迷惑と言われても、やはり論議を提起させていただきたく存じます。よろしく願います。

お礼日時：2015/09/20 11:09

No.38 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/09/15 18:08

>それでは最近解釈が変わったとしか理解できません。

>光規定空間は観測できる座標ではなく、光主役の空間です。
>実験できる空間は地球上が主体になる筈です。

光規定空間てなんだかわかりませんが、
慣性系は今も昔もかわりません。

物理の教科書をひもときましよう

実験は今でも地球外はなかなか困難ですが、
だからといって物理法則を地球中心に
組み立てるというのはコペル二クス以前の発想です。

ニュートン力学は人間の住む地上と神の住む天界が
同じ法則に従うという不遜な考えで作られたものです。

No.37 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/09/15 13:32

>慣性座標系と言うのは、やはり我々が生活する

>地球上で解釈する場の事でしょう。
>｢光速度一定｣と言う定義空間は、地球等の場ではなく、
>光伝播に影響を与える障害などの無い自由空間でなければならない
>筈です。

真逆をやっちゃってますね。後者が慣性系に近い。

慣性系とは重カも、系の加速によるみかけの力も
存在しない系です。

もちろんこれは慣性系の定義であって、
慣性系で定義されているニュートンカ学の法則を
使って、加速系を扱うことも可能。
特殊相対論も然りです。

この回答へのお礼

それでは最近解釈が変わったとしか理解できません。
光規定空間は観測できる座標ではなく、光主役の空間です。
実験できる空間は地球上が主体になる筈です。一般相対性理論は宇宙での話には成っているのでしょうが。特殊相対性理論は違っていた筈と認識しています。
摩逆と言われると、ちょっと今までの論議が？
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/15 17:11

No.36 回答者： kawasemi60 回答日時： 2015/09/12 20:47

現代物理学が一般人の理解能力を超えている点に

不満がある意味の質問と理解しました。　でもなぁ・・・
数千年昔の学術を現代の普通人が理解出来るの？

たとえば代数論や整数論でさえ私には歯が立たない
算数がやっと、なのに純粋数学の適否を論じられない
現代最高の数学理論を駆使する物理学、理解不能は

当然。テンソルや方程式論？何の事だか・・・
光速度一定については仮説と理解してます
特殊相対論は光速度一定と仮定した数式処理と理解

そこから一般相対性理論に発展し多くの科学者が貢献
現代はさらにひも理論とかに論争が進んでるようです
ひも理論による空間とは布のような構造、と。

光とは　ひも布面を伝わる波動という説が有ります
真空中の30万というのは　ひも布面が平坦の特殊解。
しわくちゃ布ならいくつかの場所で布面は触れている

触れている場所から波動は伝わり光速度は大きく変化。
光速度の基準座標は　ひも布面で良いと思うのね

別の言い方すれば基準座標は光波動の伝達次元

この回答へのお礼

ありがとうございました。お礼が遅くなりました。
確かに難しい理論を分かり易くと言うのは至難の業かも知れません。
しかし現代物理学の世界は、余りにも教科書の基本的原則論からの乖離が大き過ぎているようです。特別の法則でもあるのかと基礎との間が断裂した飛躍論になっているようです。
その原因が、基礎の概念に曖昧さを抱えたままで、理論だけが専門家集団の牙城として独り歩きしているからではないかと思います。
そこで一つ『電子とは何でしょう』と言う質問を提起させて頂きました。
やさしく、市民が理解できるようにと言う意味は、基礎概念に曖昧さがありそれが積み重なることにより、理論の根本が怪しいから困難なのじゃないかと言う意味になるかもしれません。
そこに真剣に取り組まなければ、いけないのじゃないかと言う意味です。
難しくないように解説するには深く掘り下げて、矛盾を排除しなければならないと言う事に尽きるのではないでしょうか。
科学理論の常識からはみ出した観点からの話で、ご理解頂けないかもしれませんが、よろしく願います。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/15 12:55

No.35 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/09/11 11:28

なんか補足が曖昧で

何を言いたいのかわからないです。
整理しないと質問の体をなしませんね。

取りあえず

>用語の〈慣性座標系〉が地球等の運動する星の上での
>実験的観測の場を基準空間としていると確認しました。

は間違い。普通の教科書で確認しました?

この回答へのお礼

ありがとうございました。
捕捉で意味が分からないと言うご指摘。
慣性座標系と言うのは、やはり我々が生活する地球上で解釈する場の事でしょう。
｢光速度一定｣と言う定義空間は、地球等の場ではなく、光伝播に影響を与える障害などの無い自由空間でなければならない筈です。光の伝播現象の基本は人間が解釈するしないに関わらず、光自身が空間を伝播する自由空間がある筈で、そこ（光規定空間）においてこそ光速度一定を認識すべきである。その空間をわれわれは捉える事は出来ません。我々自身がその光の光速度一定を定義づける空間に対して、どれ程の相対速度で宇宙を運動しているかを認識できないからである。自分の運動速度を知り得ないからです。太陽がどのような速度であるかも分かりませんから。
特殊相対性理論は巷で解説される得体の知れない論理は、複雑怪奇さを売り物にしているとしか思えません。
専門家でないが、素人（職歴、仕事の無い者）こそ矛盾に気付ける面もあるかと思っているのです。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/15 13:15

No.34 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/10 11:53

＞そんな学術の閉鎖性が自己保身と権威依存体質を構築している悪の元凶である。

うん、間違わない物理っていうのは間違ってる
間違って何ぼですよ、反証可能性が意味なくなりますからね

No.33 回答者： puyo3155 回答日時： 2015/09/10 01:11

No5 です。

＞何も学会などが特別のものでもなく、みんな市民が解り合える科学論でなければならないとの思いで質問を提起いたしました。
これは、ネチケット違反です。ここは討議の場ではありません。

＞最も話題性に富みながら、余りにも過去の権威を信奉し過ぎる代表的問題が『特殊相対性理論』と考えます。子供達がそんな訳の分からない曖昧な科学論に期待を持ってもらっては大変だとの思いで、質問として提起しました。

まったく賛同できません。例えば、特殊相対性理論がニュートンの古典力学にとって変わったとて、ニュートン力学が打ち立てた手法、考え方、その過程は十分勉強になるし、そこそこの重力や、そこそこの速度では、今もなお、現役バリバリの理論として存在します。子どもたちがその考え方を学ぶのは、メリットこそあれ、デメリットは何もありません。

仮に、もしあなたが、特殊相対性理論を根底から否定するなら、少なくともニュートン力学や特殊相対性理論が説明してきた現象を、同様のレベルで説明しきったうえで、相対性理論が証明出来ないことや、仮定としておいていることに対して、新たな説明や問題提起をすればいいだけのことです。

過去信じられてきた理論が、新しい理論にとって変わられる時、新理論の近似系として、過去の理論が包含されていなければならない・・・と考えるのは、現代の物理学の常識です。

＞真理は、過去の権威ではなく、いま真剣に自然の実相を求める道にこそあると思います。科学論が科学者の独壇場であってはならないと思います。
そんなことは当たり前です。だからといって、過去の積み上げの上にある理論を、思いつきで否定したり、回答者の矛盾をつく指摘に対してスルーして、ご自分の持論を説明なしに述べても、意味が無いと言っているだけです。

＞『光』はその速度と言うとき、光自身が空間を伝播する空間の実在の長さとその通過する時間の比を言い表す筈です。
＞人間が考える思考以前に、光は光自身で自然の理にかなった伝播速度(一定の光速度)で空間を伝播するのです。
＞例えば地球上の実験室で光の速度を考えたとき、光源と観測者間での光の関係は必ず｢相対速度｣の関係になります。その場合は地球の光伝播空間の影響も受けます。空気の粗密、水蒸気の含有量等も影響します。真空が基本の光速度の定義空間でしょう。しかし、光速度一定だからこそ、基本的には元の光とその受信波長に変化は生まれない。相対距離が変化しない限り変化は基本的に発生しない。光速度は途轍もない速度だから、少し位の相対距離の差は影響しないでしょう。

何がいいたいのかわかりません。特殊相対性理論の何を否定して、なんの前提を別におくと、どういう結論が得られるのか、ちゃんと説明してください。特殊相対性から一般相対性理論への展開や、特殊相対性理論と量子論からの場の量子論が、素粒子レベルの現象をほぼ矛盾なく説明していること等への、考えも示してくれると嬉しいです。

＞失礼が有るかもしれませんが、子供達がこんな意見もあることを知って頂きたいとの思いですので、お許しください。今後ともよりしく願います。
子どもたちに、直接言ってください。

この回答へのお礼

No.3,No5に続いてありがとうございました。
〉過去信じられて来た理論が、新しい理論にとって変わられる時、新理論の近似系として、過去の理論が包含されていなければならない・・・と考えるのは、現代の物理学の常識です。
そんな学術の閉鎖性が自己保身と権威依存体質を構築している悪の元凶である。
ありがろうございました。

お礼日時：2015/09/10 08:58

No.32 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/09 12:45

別にその表現でなくてもいいけど、今までとどう違ってなにを説明できるか

証明するのって大変だよ？
それをやって生き残った理論体系ではなさないと
浮いちゃうだけだよ

この回答へのお礼

一つだけお聞きします。
静電界中にマグネットを吊るすと、マグネットがある方向に向く現象があります。それも電界強度との関係で規則的な現象です。それをどのように御説明なさいますか。電気磁気学の問題です。ファインマン物理学の解釈とは相当異なります。
確かに浮いていますが、古くて新しい真理です。

お礼日時：2015/09/09 17:42