一般相対性理論は重力に関する理論で、あの有名なE=MC^2によってエネルギーと質量の関係を示しています。しかし、原爆の基本である原子の振る舞いにおいて重力はほとんど関与しておらず、従って原爆を製造するための理論としては一般相対性理論は全く役に立たないと思うのですが。

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A 回答 (5件)

>従って原爆を製造するための理論としては一般相対性理論は全く役に立たない



原爆のエネルギー源として,
物質とエネルギーの等価性を表現したのが
「特殊相対論」です.

以上は,ご存知E=mc^2相対論によるエネルギー源の説明です.
(光速度cは小文字で書くのが通例です.
 大文字だと単なる係数(例えば積分定数)のように見えます.)

以下は,相対論を用いて実際に効率良く核分裂を誘発させる原理です.

原子物理では,
・ウラン原子核の核分裂で発生する中性子の発生確率
・ウラン原子核と中性子の衝突断面積(→反応率のようなパラメータの算出に用いる)
などを求めるときに相対論を用います.
(夜店で売っているぼぉーっと光る腕輪とかは原子からの燐光を用いたものですが,
これの原理を説明するときに,相対論が必要となります.)
最小のエネルギーで最大の破壊力を得るために,
どの程度の速度でウランの塊を爆縮させれば良いかも上記に基きます.
原子レベルでの反応は,あるエネルギー以上で粒子が衝突しないと
反応が起こらず,また,エネルギーが大きすぎても反応が起こりにくく,
最適なエネルギー状態と言うものがあります.

勿論,原爆を作る実際の技術は,燃焼学(火薬の),
衝撃波の様子(ランキン・ユゴニオ)など,様々な理論や工学的見地が必要です.
(相対論の予測を実現するための手段.)

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。 相対性理論は「全く役にたたない」というのは言い過ぎだったと思います。
しかし、原子核の構造など、核反応の本質的な部分を説明できているのでしょうか。
 もし、説明できていないとすれば、原爆は作れないといえると思います。

補足日時:2005/04/09 11:06
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「原子の振る舞いにおいて重力はほとんど関与しておらず」、これはそのとおりですね。


ですが、そのことが「従って」以下への文にどうつながっていくのか、という点がちょっと「???」です。
思うに、重力≒0 → 質量M≒0 → E=MC^2≒0、だから相対論は原爆の巨大なエネルギーを説明していない、ということでしょうか。
だとしたら、
「重力≒0 → 質量M≒0」に飛躍があります。
重力とは無関係に質量は存在します。ニュートンの第二法則、質量=力/加速度 or加速度=力/質量 を思い出してください。慣性質量です。

この回答への補足

重力と質量の関係が不正確な質問でした。
特殊相対性理論は質量とエネルギーの関係を説明しています。しかしこの理論からは核反応でなにが起っているかわからない。わかるのは質量が少なくなって、それに相当するエネルギーが放出されるという結果だけ。
そして、一般相対性理論は重力と時空間の関係を説明していますが、核分裂に重力はほとんど関係ない。これでは原爆を作れないと思うのです。 

補足日時:2005/04/05 06:23
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E=mc^2は一般相対性理論からではなく,特殊相対性理論から,導かれたものです.


この式の意味は,エネルギーの保存則は,質量も含めて見る必要があること.つまり,質量が減少するような物理現象(核分裂や核融合)があった場合,その分をエネルギーとして放出するといっています.その量が,c^2に質量を掛けたものになるので,少しの質量減少でも膨大なエネルギーが放出される,つまり核爆弾をつくる大元になります.
ただ,この式はどうすれば,より大きな質量減少反応が得られるかや,どのくらいの質量の放射性元素を持ってくれば臨界に達するかなどについては一切触れていないので,実際に核爆弾を作る場合は,ほとんど役には立たないといえます.

この回答への補足

おっしゃるように、特殊相対性理論から得られるこの式では、実際に核爆弾を作れないと思います。
さらに一般相対性理論で扱っている事柄も核反応の説明には役にたたないと思うのですが。

補足日時:2005/04/05 06:21
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E=mc^2は特殊相対性理論から導き出される運動方程式で、


一般相対性理論の重力とはとりあえず無関係です。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A% …
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この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。

お礼日時:2005/04/05 06:17

高校で習ったような・・・


核分裂の質量変化が莫大なエネルギーを生むので
E=mc^2は無駄じゃなかったと思いますよ

参考URL:http://homepage3.nifty.com/kubota01/NuclearWeapo …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
質量とエネルギーの関係は重要ですが、それだけで具体的な原爆はつくれないのではないでしょうか。

お礼日時:2005/04/05 06:14

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Aベストアンサー

つまり、このE=MC2の意味は、物質が持つ質量は、エネルギーに変換出切るって事なんですよ。

式の意味は、物質が持つエネルギーは、物質の質量に「光の速度の2乗」を掛けたものに等しいと言う事です。

例えば、今ここに1円玉(質量は1g)が1枚あるとして、この1円玉の質量1gすべてをエネルギーに変換できるとすると、1g×(30万キロ/S)×(30万キロ/S)のエネルギーにもなるんです。(実際は、単位を揃えるので1gは0.001kgになります)

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Qアインシュタインと原爆

先日、友達が「アインシュタインが原爆を作ってそれが日本に投下された。」といっていたのですが、日本に投下された爆弾はアメリカのマンハッタン計画によるものですよね?でも、その計画にアインシュタインは参加したのでしょうか?僕は核エネルギーが軍事目的のために使用される可能性を米大統領に進言したとどこかで聞いたのですが開発そのものには関わったというのは聞いたことがありません。アインシュタインと原爆開発について詳しい方がいたら教えて下さい。また原爆を作るきっかけとなった理論にアインシュタインのもの(特殊相対性理論でしたっけ)以外にどのようなものがあるのかも教えて頂ければ嬉しいです。

Aベストアンサー

お友達が間違いで、springer さんの方が正しいです。

(1)アインシュタインは大統領宛ての手紙に署名しましたが、そもそも、その手紙を書いてさえいません。
文面は他の人(シラードなど)が作り、影響力を持たせるために有名人の署名が欲しくて、アインシュタインに依頼したのです。依頼に応じてアインシュタインが署名したので(1939年8月2日)、結果的に「アインシュタインが大統領に手紙を書いた」という形で、世間に広まっています。
アインシュタインの署名には効き目があったらしく、同年10月21日には「ウラニウム諮問委員会」が発足し、同委員会は原爆の可能性と実験研究を答申しました。ただし、これによって行われた実験は小規模なものであり、のちのマンハッタン計画に直接つながるものではありません。他にも幾つか起源があって、すったもんだの末、42年にマンハッタン計画が走り出しました。

(2)アインシュタインはマンハッタン計画に参加していません。ご存知のように、「マンハッタン」と名の付くこの一大プロジェクトは、ニューメキシコ州の砂漠のロスアラモス研究所で進行しました。責任者はグローブス准将、所長は物理学者のオッペンハイマーです。アインシュタインは、ニュージャージー州のプリンストン高等研究所にいました。

(3)原爆は、一人の理論物理学者が開発できるようなものではありませんでした。
ご存知のように、特殊相対性理論の「 E = mcの2乗」も元になっているのですが、これは1905年の理論です。
それよりも、「原爆を作れるかも」と分かった直接のきっかけは、オットー・ハーン(ドイツの物理学者・化学者)による原子核分裂の発見だと思います(1938年)。本が手元にないのですが、ハイゼンベルク(ドイツの物理学者)著の『部分と全体』の中に、ハーンによる原子核分裂発見の報に接し、世界の物理学者たちが直ちに原爆の実現性を連想して不安にかられた、という記述があったような……。うろ覚えですが。

さらに、原爆開発には幾多の技術的問題を乗り越えなければなりませんでした。マンハッタン計画に参加したフォン・ノイマンによる、「爆縮レンズ」の計算などが有名です。ノイマンは超人的な計算力で知られており、爆薬を32面体に配置すると最も効果的であることを、10カ月に渡る計算から導き出しました。当時はコンピュータがなかったので苦労したそうです。戦後ノイマンはコンピュータの開発に一枚噛んで、今も「ノイマン型コンピュータ」として名前が残っています。

マンハッタン計画に参加した学者は、ノーベル賞受賞者だけ挙げるとしても数多く、コンプトン、ローレンス、ユーレイ、フェルミ、ウィグナー、ベーテ、レビ、アルヴァレフェルミ、ファインマンらがいるそうです。デュポン、ゼネラル・エレクトリック、ウェスティングハウス・エレクトリックなどの大企業も参画しました。

参考にした本、URL:
『世界大百科事典』(平凡社)
ウィキペディア
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%83%8F%E3%83%83%E3%82%BF%E3%83%B3%E8%A8%88%E7%94%BB

お友達が間違いで、springer さんの方が正しいです。

(1)アインシュタインは大統領宛ての手紙に署名しましたが、そもそも、その手紙を書いてさえいません。
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アインシュタインの署名には効き目があったらしく、同年10...続きを読む

QE=mc2の [光速の2乗をかける]の意味が全く分かりません。

E=mc2の [光速の2乗をかける]の意味が全く分かりません。
原爆に使用されたとの事ですが、
光速の2乗という状況?を具体的にどういう原理で作り出しているのですか?

中学1年生に教えるレベルでお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>E=mc2の [光速の2乗をかける]の意味が全く分かりません。

たとえば、
1kg(1g重)の力でひっぱったとき、20cm伸びるバネがあるとします。
すると、2kgの力では40cm、3kgの力では60cm伸びます。
これを式に表すとき
1kg = 20cm
2kg = 40cm
3kg = 60cm
と書いてはダメだということは、中学生でもわかります。

1kgごとに20cm増えるので、比例係数は 20cm/kg と置けます。
1kg × 20cm/kg = 20cm
2kg × 20cm/kg = 40cm
3kg × 20cm/kg = 60cm
重さ(kg) × 20(cm/kg) = 伸びる長さ(cm)

同様に、重さをエネルギーに取り替えることが可能であることを
1kg × {30万(m/s)×30万(m/s)} = 900億(ジュール)
2kg × {30万(m/s)×30万(m/s)} = 1800億(ジュール)
3kg × {30万(m/s)×30万(m/s)} = 2700億(ジュール)
m(kg) × {30万(m/s)×30万(m/s)} = E(ジュール)
m×(c×c) = E
E = mc^2
と表すことができます。
c^2 というのは、比例係数に過ぎないということです。

ちなみに、「光が1秒で進む距離を1メートルと表す」というルールに変更したとすれば、
E = m
という超簡単な式になります。

>>>光速の2乗という状況?を具体的にどういう原理で作り出しているのですか?

走っているクルマの上に乗ってボールを投げる人がいるとき、
それを見ている人にとっては、前に投げたボールは速く見え、後ろに投げたボールは遅く見えます。
また、音の場合も、風がある場合は、風上から風下に向かう方向のほうが速く伝わります。
光も同様だろうと考えた科学者達は、観測や実験を行いましたが、
どんなに観測・実験をしても、その証拠が見つかりませんでした。
そこでアインシュタインは、
「光源が動くスピードに関係なく、光の速さは誰にとっても同じ」
という斬新な仮定をしました。
そして、数式いじりをした結果、生れたのが相対性理論です。
E=mc^2 という驚くべき式も、その数式いじりの中から誕生しました。

>>>原爆に使用されたとの事ですが、

知らない人が多いですが、実は、原爆・原子力に限った話ではありません。
たとえば、中学・高校では、化学反応の前と後とで物質に変化が生じても、
重さの合計は変わらないということを学びます。
しかし、これは厳密に言えば「うそ」で、
熱を出す化学反応は、すべて、熱を出した分だけ合計質量が減ります。
たとえば、紙を燃やして二酸化炭素や水蒸気ができれば、
紙の重さ + 反応した酸素の重さ = 二酸化炭素の重さ + 水蒸気の重さ
ではなく
紙の重さ + 反応した酸素の重さ > 二酸化炭素の重さ + 水蒸気の重さ
です。
あくまでも、ほんのちょっとだけですが。

こんにちは。

>>>E=mc2の [光速の2乗をかける]の意味が全く分かりません。

たとえば、
1kg(1g重)の力でひっぱったとき、20cm伸びるバネがあるとします。
すると、2kgの力では40cm、3kgの力では60cm伸びます。
これを式に表すとき
1kg = 20cm
2kg = 40cm
3kg = 60cm
と書いてはダメだということは、中学生でもわかります。

1kgごとに20cm増えるので、比例係数は 20cm/kg と置けます。
1kg × 20cm/kg = 20...続きを読む

Qいんちき相対論が100年もった理由を教えて下さい

私は、ほんの少し、真剣に考えるだけで相対性理論の間違いに気づく
はずなのに、何故100年もかかったのか不思議でしょうがありません。

逆に言うと、100年過ぎころから、相対性理論批判が、雨後の筍のように
わんさか出てきます。
「反相対論」で検索するとそのことが分かります。

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投稿日時:2013/05/02 14:34
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読んでみましたけど…
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あなたは自分で挙げた文献も読んでないのですよね?

それどころか、ニュートン力学も間違って理解している。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7955425.html

あなたの心の中にだけある空想上の相対論を、あなたの間違ったニュートン力学の知識で攻撃して、しかも、そうじゃないでしょと言う回答者の解説もわざと曲解して炎上しては回答を締め切ってまた質問する、その無限ループ。


あなたはかまってもらいたいだけなんですよね?
物理をやってる人達はみんな根が真面目だから、相対論がわからないと言われればとついつい説明がしたくなる。
回答者のそういう性質をあなたは利用してかまってもらっているだけ。

最初のころは深い内容の回答が寄せられているのに、今ではそういう回答ができる人は回答に参加してくれないですよね?
利用された人はまじめに答えているのに、あなたはかまって欲しいだけでまじめに聞くつもりがないものだから疲れちゃったんでしょう。

あなたの質問には答えちゃいけない、そういうことなのでしょう。

あなたのは質問じゃなくて釣りですよね?


> 過去の書き込みを参考にしてください。

というのに質問履歴が非公開に設定されているから、仕方ないのでググってみましたよ。

MM実験が光速不変を証明している話は嘘?
投稿日時:2012/10/16 16:29
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7751424.html

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投稿日時:2012/10/19 09:37
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7755656.html

MM実験は光速不変を証明していますか?
投稿日時:2012/10/23 11:57
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