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Wikibooks 特殊相対論 入門
https://ja.m.wikibooks.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE% …
という記事を見ました。

特殊相対論は本当に正しいのですか?

A 回答 (7件)

もちろん、正しくないですよ。

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この回答へのお礼

ありがとうございました。 やはり、そうでしたか。

お礼日時:2019/03/01 16:11

そもそも特殊相対性理論は、「マクスウェルの電磁気学」に内包されているものであり、アインシュタインはそれを切り出して見せただけです。


このことは、大学生向きの参考書
バークレー物理学コース2「電磁気学」飯田修一監訳(丸善)
にて、触れられています。
特殊相対性理論を否定すると言うことは「電磁気学」を否定することになります。
ちなみに、ローレンツは、アインシュタインより前に、その現象を切り出し、
ローレンツ収縮を発表しました。
特殊相対性理論については、多くの啓蒙書や解説書があるのに、電磁気学との関係をまじめに解説したものは少ないですね。
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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 …
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理論に内部矛盾がなく、かつ、高い精度で繰り返し正しさが検証されている理論といえば、(1)熱力学(2)特殊相対性理論。

このふたつしか挙げられないんじゃなかろうか。
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間違えてますよ。

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他の質問でも同じこと答えたような気がしますが、



これトンデモ記事として削除が検討されている記事です。
近々読めなくなるかも。
数十の矛盾を指摘され、全く相手にされなかった放出理論の
信者さんが書いたようですね。ちょっと計算してみれば分かりますが
放出理論だと、GPSは衛星の周回速度の影響を受けて、精度が
50mくらいまで落ちてしまう。つまり書いてあることは真っ赤な嘘です。
自分で式立てて検証してないのでしょう。

ただの便所の落書きなので気にしないようにしましょう。
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特殊にしろ一般にしろ相対性理論の実験は今でもどこかで行われており、今のところ実験結果や現実の現象と無矛盾です。


相対性理論は間違っていると主張するものの殆どは、マイケルソン・モーリーの実験以降誰も検証していないとでも言わんばかりで、内容もあたかも理論的、数学的に論破している様に見えますが、その主張の大元が間違っているとか思い違いをしている等なのです。

以下は一部ですが。

>つまり、マイケルソン・モーレの実験の結果は小学生でも実験せずに確実に予想できることであり、これから何か新しい物理学的な知見が得られることは当然ない。

何をどう考えれば小学生でも予想できるとか言えるのか理解に苦しみます。
以前私が回答したマイケルソン・モーリーの実験に関しての質問です。
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/905364.html
つまり「違う」結果が出るはずだったのが「同じ」だったからです。

>恐らくは、GPSシステムと特殊相対論はあまり関係がないのではないでしょうか。

実際にGPSを使って自分の位置をほぼ正確に知ることができるのは、相対性理論を元に機器で補正をかけているからに他ならない。
相対性理論関係無かったり、そもそも相対性理論自体が誤りであったならGPSの利用は成り立たない。
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(1)
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(2)
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ここはあまり具体的事象を追究しない方がよいです。
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Qシュレーディンガーの猫 シュレーディンガーの猫(シュレディンガーの猫)が小説に出てきました。 全く基

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Aベストアンサー

>青酸ガスを使わずとも、放射線で猫が死ぬとか、放射線の猫の体への影響はないのでしょうか。

死にません。放射線(この場合、α線ですが)は、電子や、原子核や、電磁波で、実は毒でもなんでもありません。放射線を出す能力(放射能)をもった物質の近くに常にいるとか、その物質を体内に取り込んでしまうと、高エネルギーで大量に放射線を浴びることになり、それが放射線の怖さですが、少量であれば問題ありません。日常生活には、たくさん放射線は存在します。

なお、シュレーディンガーの猫は、シュレーディンガー自身がミクロ現象の特殊な解釈を、猫が死ぬというマクロな状況にひもつけることで、当時の量子論の解釈の矛盾をしめした思考実験だったのですが、今は、むしろ、量子論の正しさや、本質を示す例示として使われることが多い。本人も意図していなかったことだと思います。

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何日の何時何分にどこで新天体を発見したと…。
超新星の新発見ハンターで有名な方が日本のアマチュア観測家ですね。
昔は電報などを使用して順位を争ったようですが、今はメールで発見報告です。
その後にプロの学者が再確認し、他の可能性を潰して発見認定です。科学の世界ですから無闇矢鱈にメールだけでとはならないです。
昔は彗星でもアマチュアのハンターが世界中に居たのですが、今は大きな天文台や宇宙探査機にとって変わられてしまい、アマチュアのハンターが新彗星を発見すると業界では大きなニュースになります。

でも、ご質問のような例は希にあるようです。
数学のある難問(賞金が掛かっていた7つの難問)のうちの一つが、ある日突然、回答がネットで公開されたことがあります。
誰が解いたのだろう…多分あの学者だ…でも本当か…誰も判らない…。
何人もの数学者が何年も掛かってその論文が正しいことを認めたことがあります。
正しいと判った頃には、ネットに公開した人は、やはり最初の予想の人だと判ったのですが、賞金の受取を辞退したそうです。
賞金よりも難問を解いた方に喜びが大きかったようですね。

新元素の発見でも、発見競争がありましたね。
原子番号113のニホニウムNhは、色々な国の研究所で私が最初だ!という研究所が多かったのですが、国際機関で協議した結果、日本の研究機関が実験の再現性や正確性で最初と認定されています。

質問の設定がちょっと極端というか、何段階もすっとばしている感じがするのですが、数学では過去にありましたし、
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アインシュタインの思考実験で光の速度で飛んでる最中に鏡を見たら、自分の顔が写るか?というのがありましたが、結局どうなったんですかね。光速を超える光速はないので、鏡にはやっぱり映らないのでしょうか?それとも光から光を照射したら、それも光速でそれを地上から眺め手いる人からしたら、2×光速に写るのでしょうか?それとも、地上観測者からは鏡に光は映らないのですか?そしたらそこは、時間が止まっている?のでしょうか?

Aベストアンサー

観測者の 系毎に、
光速一定と 謡ってますから、
見えますよ。


抑も 相対性理論では、
各々の 観測者が、

其の瞬間、
どの程度の 速度を、
保持しているかは、

位置関係、速度関係が、
あくまで、
相対的位置付けしか 判らず、

故に 判らない、
と 解いています。


とある系から 観測すれば、
我々は 既に、
ほぼ光速かも 知れません。


で? 貴方、
鏡 見れませんか?

そう言う事です。


其れでも 尚も、
論建てとして、
鏡 見れない、
等と ほざけば、

思考実験と しても、
不成立と、
選ばざるを 得なく、
なりますし、

誰も 信じなくなりますから、

根性無しで なくても、
確信を 持てなければ、
其処は 回避する訳です。


抑も、
誰も 取り上げなかったような、
突飛な 案ですから、
整合性位はね 持たせておかないと、
ね。

まぁ、
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含まれるのですがね。

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どういう意味ですか?
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・あるいは、三者は異なる学問なのですか?
・もしくは、同じことを異なる方向から扱うので、学問によって、正解が異なるのですか?

>電磁波の境界は統一的に定められたものではない。学問分野・国毎の法律・規格等によって多少の違いがある
・この辺りの違いが生じる理由を知りたいです

Aベストアンサー

No.2です。「お礼」に書かれたことについて。

>この辺りの学問の分け方はどこが決めているのですか?

誰も決めていません。そんな「神さま」みたいなものは存在しないのです。人間であれば、「権威」といわれる人ほど謙虚で身の程をわきまえており、そんな身に余る僭越なことはしません。文部科学省のこざかしい役人やそれに群がる「御用学者」が、「学習指導要領」などという「おかみ」の指示を出していますが、「ゆとり教育」だ「脱ゆとり」だ、日本語も満足に話せない小学生に英語教育だと、迷走ばかりしています。

ご質問の「科学の分類」は、あくまで「便宜上の分類」と考えればよいです。ものごとを整理・分類・体系化して、自分の立ち位置を客観的・共通概念的に明確にすることは大事ですから。
ただし、分類にも「ツリー構造」「階層構造」とか「ネットワーク構造」などいろいろあるし、ご質問のように「光」に対してどのようにアプローチするかでも分類が変わります。
「光」を認知する人間の側から「色彩学」とか「カラーコーディネート」を取り扱う分野だってあるし、それをさらに深く追求すれば「心理学」と呼ばれるものになるかもしれません。

従って、答は「誰も決めていない。便宜上、いろいろな分類がある」ということかな。

>高校までは物理と化学と生物で分けられていたと思うのですが、理系の大学ではまた異なる分け方なのですか?

はい、そうです。
小学校、中学校では「理科」ですよね?
それが、高校では「物理」「化学」「生物」「地学」程度に分かれるかな?
大学では、もっと細分化されて、「物理」は「力学」「電磁気学」「熱力学」「統計力学」などに、さらに「力学」も「古典力学」「解析力学」「量子力学」などに分かれますし、やや「工学」寄りには「材料力学」「流体力学」なども存在します。「量子力学」は「力学」の一部というより独立領域で「電磁気学」「原子・原子核物理」などと重なります。さらに「量子力学」を「化学」に適用した「量子化学」とか、物理と化学を含む「物理化学」、生物と化学を含む「生化学」など複数領域にまたがるものなど、いろいろです。
逆に、細分化しすぎているので、大学の講義では「科学概論」「近代科学史」とか「物理学概論」のような「全体を俯瞰する」科目もあるくらいです。
要するに、「対象が何で、それをどういう方向から、どういう手法でアプローチするか」というものの数だけ「○○学」があると考えても過言ではありません。

>あるいは学会があって、その学会の数だけ学問があるのですか?

それに近いです。「学会」というのは、閉塞的な純粋学問のための組織ではなく、その専門領域で広く社会と連携しようというものですから。
ただし、学者さんたちも「目立ちたがり」「組織のトップに立ちたい」という人が多いですから、勝手にどんどん「○○学会」を立ち上げて自分が「理事長」ポストにおさまるケースも多いです。決して「アカデミック」なものとは限りません。
「失敗学会」(これは結構有名です)、「日本笑い学会」「日本デジタルゲーム学会」「日本余暇学会」など、これも百花繚乱ですよ。

「失敗学会」
http://www.shippai.org/shippai/html/index.php

「日本笑い学会」
http://www.nwgk.jp/index.html

「日本デジタルゲーム学会」
http://digrajapan.org/

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Aベストアンサー

温度=粒子運動エネルギー量平均
で、
粒子硬度が 同じと、
想定されているから、

重い 粒子は、
速度か 遅くなり、

結果、
1粒子あたり 同温度での、
運動エネルギー量が、

其の粒子質量に 関わらず、
同じ、


故に、
粒子群が 衝突により、
単位面積に 与える、
総衝撃平均が 同じ、

と、
想定されるのでしょうね。


そして 其の、
単位面積に 与える、
総衝撃平均が、
地球 地表面では、
1気圧 なのでしょう。


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