特殊相対論は正しいのですか？

Wikibooksで”特殊相対論　入門”という記事を読みました。

https://ja.wikibooks.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A …

僕は難しいことはよくわからないので教えてください。

No.11 回答者： s_hyama 回答日時： 2019/01/27 10:12

なにが間違ってるのか、証明してみせましょう。

時間が変化するということはスカラー量であるエネルギー評価のスケールもかわるということです
問題は、3次元の空間に対して1次元の時間が、1次元方向にしかローレンツ収縮しないことですね。

絶対静止基準のニュートン力学の小手先に座標変換では矛盾します。
光速度基準では、ベクトル量の運動量保存則→光の運動量の絶対値の保存則にしないと、いたるところで矛盾が生じます。

言葉を替えて言い直そう。物体はなぜ衝突の前後で｢運動量保存則」と「エネルギー保存則」の 二つを律儀に守ろうとするのであろうか？衝突の前後で「速度｣がどう変化するかだけを求めたいのに、法則は二つ必要。そこが気持ち悪さを感じる原因である。http://eman-physics.net/dynamics/compare.html

これはニュートン力学がもともと低速近似で抱えていた問題で、その修正が光速度基準にして変革の最も重要なポイントだったんですが、相対論は座標変換でごまかしました。

光の等価原理では、γ＝M/m=c/w
γ：スケールファクター、M：重力質量、ｍ：慣性質量、ｃ：光速度、ｗ：波動速度
光の運動量の絶対値、｜ｐ｜＝Mc＝ｍｗ
は保存され、同じ慣性系、γ＝1の時だけ、M=ｍ、ｃ＝ｗになります。

これと不変速度ｃと光速ｗの変化が別である区別がついてないのは、等価原理がニュートン力学のままだからです。

一般相対論においてはもはや「光速度一定」は原理ではないのだった。では光速度はどのように変化すると表現できるのか。
http://eman-physics.net/relativity/light_speed.h …

No.10 回答者： satoumasaru 回答日時： 2019/01/26 07:56

正確な説明は数学でしなければなりません。

文章だけでかけばどうしても不正確になります。まあしかし、私が以前、掲示板で回答したこととも重なりますが、一応わかりやすく書いてみます。

１．慣性系において物理の法則は同等である
２．真空中における光の速度は一定である
たったこれだけなんです。

慣性系というのは、一定の速度で動いている系のことです。この慣性系の中では物理法則は全く同じ式でかけるというものです。静止している系Ａを動いている系Ｂから観測すれば、むしろＢが静止して、Ａが動いているように見えます。このそれぞれの系が、全く同等というものです。これが１です。

もうひとつの原則は、光速度は真空中においては一定の速度で進むというものです。（そう観測されるといったほうがわかりやすいかもしれません）、これが２ですね。

なんだい、こんなことは当たり前じゃないかと思われるかもしれません。でも次を考えてみましょう。（光速度を３０万ｋｍ／秒とします）。ロケットが光速度の半分、１５万ｋｍで地球に近づいているとします。そのロケットからだされた光が地球に届くとしますね。普通だったらロケットから発射される光の速度は、ロケットの速度＋光の速度で４５万ｋｍの速度になるはずですよね。

ところがこれは先ほどの２、光速度不変の原理に反します。ではアインシュタインはどうしたか、光速度不変になるように空間と時間の概念を変えてしまうのです。空間と時間は私たちは別々の不変のものと思っていますが、むしろ不変なものは光速度であり、空間と時間は一体となって、光速度が不変になるように変更されるというものなんです。そのため、距離が短くなるとか、時間が遅れるとか、非常識で理解に苦しむことがたくさんでてきます。

詳細については数式できっちり書かなければなりませんし、このような小スペースで書ききることはできません。ですので、ご自身で一度勉強をしてみて下さい。一般の啓蒙書は相対論がもたらす状況を興味本位で書いてあるものが多いですが、きちんと理解しようとすると数式もはいっている本が必要です。数式が入っているといっても、高校生程度の数学の力があれば特殊相対論は理解することができます。

私には「相対性理論の初等講義／東京図書」がおもしろかったです。もっともすでに絶版になっているかもわかりません。一般的な啓蒙書としてはPHP 文庫の「『相対性理論』を楽しむ本」（1999 年 佐藤勝彦 監修）がいいですね。

なお、特殊相対論についても様々な検証が行われています。高速度でうごく系の時間の遅れや質量の増大は厳密に検証されています。また質量とエネルギーは等価であるというE=mc^2は特殊相対論から導き出されたものです。

すくなくとも特殊相対論は現代科学の基本理論として認められているといえますね。

No.9 回答者： kothimaro 回答日時： 2019/01/26 07:41

高速で移動する物質には2つの変化が起こります。

「物質変化の遅れ」と「ローレンツ収縮」です。このために、高速移動すると「時間と空間の座標」が変化します。

　先ず、前者から説明します。物質は、光速に近づくほど加速し難くなります。これは、カウフマンの実験で実証済みです。また、加速器の実験で普通に見られる現象です。

　これは、何故でしょうか。
　物質を動かす重力・電磁力・強い力・弱い力の4つの力もケージ粒子が物質間を光速で往復することで生じます。物質自体が高速で移動すると、ケージ粒子の往復に要する時間が伸びます。光速では無限大となり力は働きません。

　この様に、物質が高速になるに従って、物質を動かす力は働き難くなるので、動かし難くなります。
物質の質量増加 　これを相対性理論では、m=m0/√(1－V^2/C^2)と表わします。m=V㎞/秒で移動する物質の質量・m0=静止時の物質の質量です。
　V㎞/秒で移動する物質は、質量が1/√(1－V^2/C^2)倍に増えた様に振る舞うと表現します。但し、実際に質量が増加する訳ではありません。静止時に比べて√(1－V^2/C^2)倍しか動かなくなったので、その様に表現するのです。
　V㎞/秒で移動する粒子を、進行方向に向かって上下左右方向へ動かします。その方向へ動かせる限度は√(C^2－V^2)㎞/秒までです。この時、粒子の速度は、√{V^2+(√(C^2－V^2))2}=C㎞/秒となります。これ以上粒子が、上下左右方向へ動けば、その速度は光速を超えてしまい矛盾します。
　静止時には、その方向へはC㎞/秒まで動かすことが出来ました。従って、V慣性系では、静止時の√(C^2－V^2)㎞/秒÷C㎞/秒=√(1－V^2/C^2)倍しか動かせないことが分かります。

　この通り、高速で移動する時計を構成する粒子は、静止時に比べて√(1－V^2/C^2)倍しか動かないので、この時計は1秒間に√(1－V^2/C^2)秒を刻む様になります。これを、相対論では
①t’=t*√(1－V^2/C^2)
と表します。

　次に「ローレンツ収縮」です。
　V㎞/秒で移動すると、物質は進行方向へ√(1－V^2/C^2)倍収縮します。
　電子は、原子核の周りを高速で回転し、その遠心力と原子核に引き付けられる電磁力の釣り合う一定距離を保っています。原子が高速で移動すると、電子は回転し難くなりそれに掛る遠心力は弱まります。その為に、電子は原子核の電磁力に引き付けられ小さな軌道を回り、原子自体が収縮します。その為に、物質は「ローレンツ収縮」します。

　Vm/秒で移動する慣性系では、定規が進行方向に√(1-V^2/C^2)倍収縮します。この定規を使うと、距離は逆に1/√(1-V^2/C^2)倍長く測定されます。観測者自身が、その間にVtメートル移動しているので、距離はその分短く測定されます。
　従って、
②x'=(x-Vt)/√(1-V^2/C^2)
です。左右上下方向の変化はありません。ですから
③y'=y、④z'=z
です。

　また、静止系は存在します。
　少し前に、ヒッグス粒子が発見され話題になりました。空間は何もない入れ物ではなく、そこにはヒッグス場があります。そして、物質がヒッグス場上を移動すると、ヒッグス粒子が生じ物質にまとわり付きます。その為に、物質は動き難くなり質量を与えられます。
　即ち、この「ヒッグス粒子のプール」が静止系です。物質が「ヒッグス粒子のプール」の中を移動すると質量が与えられ、その中で加速するとGが掛かるからです。

　この静止系を基準にすれば、物質の絶対速度Vを特定することが出来、①から④に入れると、その慣性系の時間と距離を求めることが出来ます。

　時計と定規がこの様に変化すれば、全ての慣性系で生じる電磁力の強さは同じと観測されます。
　V㎞/秒で並走しながら、粒子同士が電磁波を交換し合うと、電磁波の往復距離は横(進行方向)1/(1－V^2/C^2)縦(上下左右方向)1/√(1－V^2/C^2)倍に伸びます。
　しかし、V㎞/秒で移動する物質は、進行方向に√(1－V^2/C^2)倍ローレンツ収縮します。移動する地球全体がローレンツ収縮するので、電磁波の往復距離は横1/√(1－V^2/C^2)倍・縦1/√(1－V^2/C^2)倍と同じになります。
　従って、電磁波の往復時間は、静止時に比べて、横縦共に1/√(1－V^2/C^2)倍となります。

　一方、V㎞/秒で移動する時計は1/√(1－V^2/C^2)秒間に1秒を刻みます。従って、V慣性系では、電磁波(光)は静止時と同じ時間で物質間を往復します。その為に、生じる電磁気力の強さは、静止時と同じと観測されるのです。
　これを「特殊相対性原理」と言います。

　高速で移動する球体の物質は「ローレンツ収縮」するので、静止系からは形がひしゃげて見えます。しかし、その慣性系では、ひしゃげた形が球体と定義されます。

　電子の形は一つです。様々な形の電子が存在する訳ではありません。しかし、それぞれの慣性系で距離の定義が異なるので、慣性系毎に異なる形と定義されるだけです。

　この様に、高速移動すると時間と空間自体が変化する訳ではありません。
　時間と空間は、他のより基本的なもので構成することが出来ません。つまり、時間と空間は構造を持ちません。従って、構造を持たない時間と空間が変化する仕組みは、未来永劫に解明出来ません。
　それに比べて、物質はより基本的なもので構成することが出来ます。分子を原子で、原子を素粒子で、素粒子を超ひもでと言った具合です。物質は構造を持つので、回答のとおり、それが変化する仕組みを説明することが出来ます。

　高速移動すると粒子は動き難くなるので、時計が遅れ定規が収縮するのです。その為に、高速移動する慣性系では、時間と空間の座標が変化するのです。

　高速移動すると、時間と空間自体が変化すると主張される方は、是非その仕組みを答えて見て下さい。そうすると、その仕組みは答えられないことが分かります。

詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://www.geocities.jp/labyrinth125064/kousokud …

No.8 回答者： s_hyama 回答日時： 2019/01/24 22:54

正しいかどうかは、物理学の歴史を知る必要があります。

1、ガリレオの相対性原理は非対称な世界で、違って見える現象にも同じ物理法則が働いているというもので、
2、それにニュートンは対称な世界、絶対静止座標系を前提に運動の法則を組みたてました。
つまり、絶対時間、絶対空間という仮定での、対称な物理です。
3、相対論は、そのニュートン力学の対称な物理を受け継ぎ低速域の近似を補完する理論ですが、

もっとも重要な修正点は、絶対静止基準→光速度基準で、非対称な世界の相対性原理が必要なんです。
この2と3の古典的な連携は、一見正しい歴史のようですが、行き詰まりを生んでいます。

ベル　確かにそうです。皮肉なことですが、彼の相対論こそがまさに、量子論の解釈について困難を作り出しているのです（それが量子力学についてのアインシュタインの非慣例的見方の本質なのです）。
http://www5b.biglobe.ne.jp/sugi_m/page017.htm

最終決着「ベルの不等式」の破れの実験　　R. ハンソン／K. シャルム
アインシュタインの夢 ついえる 測っていない値は実在しない　　谷村省吾
http://www.nikkei-science.com/201902_053.html

このベルの不等式の破れの本質を知らない人々が、回答できるでしょうか？

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2019/01/23 21:56

リンク先覗いて見ましたが、間違いが多いし、

あまりの矛盾の多さに全く相手にされなかった放射説を
信じている人が書いてますね～。ヤバイヤバイ

こんな落書きはほっといて、まっとうな教科書を読みましょう。

No.6 回答者： head1192 回答日時： 2019/01/23 11:57

表題の質問だけに答える。

真に正しいかどうかは分からない。
そういう実証はされていない。
というかムリ。
光速度不変も相対性原理も特殊相対性理論の「指導原理」であり、証明のしようがないのである。

ただ「種々の観測事実をもっとも合理的に説明できる」というお墨付きだけだ。
ニュートン力学より、エーテル説より、もっと普遍的に合理的に世の中の現象を説明できるから、
もっとも確からしい仮説として合意されているに過ぎない。

本当に時空がそういう仕組みになっているかは、人間の知覚にかからないゆえに、誰も永遠に知ることはできない。
ただ間違いのない果実を得ることだけができる。

物理学では、以上のような仮説を「正しいと考えて差し支えない」とし、理論として認めるというコンセプトがある。
だからこそ完璧主義に足を取られることなく、逐次前進主義で発展し続けられたのだと言える。

No.5 回答者： nouble1 回答日時： 2019/01/23 11:55

上回る　理論提示か、

なくとも、
反証は　可能です。

此は、
物理所が、
理科、算数レベルの、
常識ですよね？

何を、
馬鹿馬鹿しい　戯言を、
並べてるかな？


物理学なら、
対案の　有無に、
立脚せず、

論の　正当性と、
証明、観測結果に、
重きを　置くべきですよね？


で、
論の　正当性を、
見る上で、

立脚点を　覆す、
観測結果が、

もはや常識の　範疇と、
なっている事は、

誰しも　否定できない、
ですよね？


他方、
現実結果への　忖度も、

物理学の　世界で
日常的に　なされている事を、
否定し得ますか？


馬鹿馬鹿しい、

間違えに　縋らないで、
頂きたい。


人族の　先行きに対し、
其れは　マイナスです。

No.4 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/01/23 10:08

まあ、入門を読んだ時点で、正しいか、正しくないか聞いても、論じても無意味ですね。

まずは、基本を勉強してからってことです。

一般論を言えば、物理は、ある時点で最も確からしい仮説です。神様でもない限りは、本当に正しいかどうかはわからない。それが、自然の仕組みを明らかにする物理の宿命です。

一方で、発見から１００年以上たち、その理論をもとに、さまざまな検証がされ、実験結果も得られ、その理論に基づいた技術で製品も利用されている状況からは、今のところ正しい。明らかに間違っているとする理論は、出ていないってことです。

世の中には、相対性理論は間違っている・・・という記事があふれていますが、あれらは全部嘘。局所的に間違った解釈とか、思い込みをもって、自説を述べているにすぎません。
もし、本当に、相対性理論を上書きするなら、それは、かつて相対性理論がニュートン力学を上書きしたように

・　まずシンプルな仮説で論理立てられること。
・　相対性理論で説明できることは全部説明できること。
・　そのうえで、相対性理論では説明できないことが説明できること。
・　つまり、上位理論の近似として、相対性理論が説明されるという、理論の互換性があること。
・　そして、説明できないことへの説明が、実験結果として精度よく検証されること

などが、必須となります。

おれは、そんなこと理解できない！！だから間違っている！！っていう感じの、エセ反証は、これらをチェックすればすぐにわかります。

No.3 回答者： ibm_111 回答日時： 2019/01/23 09:15

>特殊相対論は正しいのですか？

現在のところ、特殊相対論に反する実験・観測結果は得られていません。

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2019/01/23 07:34

このサイトでも自作自演がいるのか。

食いついたりするとアホーサイトのように
ほとんどオンバレだけになりますので相手にしないのが良い。
しかし、もう少し考えも浮かばないのだろうか？