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ニュートン力学と相対性理論の違いとかはわかるのですが
ニュートン力学の概念を用いた宇宙に関連する現象を説明することが出来ません。
どのような現象があるのでしょうか?
初心者なので分かりやすく説明していただけるとありがたいのですが。

A 回答 (6件)

>宇宙に関連する現象を説明することが出来ません。


説明出来ない現象を知っているのに、>どのような現象があるのでしょうか?、とたずねるのはおかしくないですか? この文章はまちがいで、ニュートン力学では説明出来ない宇宙に関連する現象はなにか?というのであれば、共立出版 共立全書 相対論 後藤憲一著 昭和47年版 p12に水星の近日点移動が説明出来ない、その解決には相対論をまたねばならなかったのである、と書いてあります。
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おもりをつけた紐をぐるぐるまわすと、引っ張られる力、


遠心力がかかりますが、指をはなすと外へ飛んでいってしまいます。
しかし月はいつまでも地球の周りをまわっているし、
惑星も太陽の周りをまわりつづけている。
これは両者に何か力が見えない力が働いているはず。
惑星運動の観測データから法則をみつけたケプラー、
その法則からニュートンは、すべての質量をもったものは引き合う力(引力)があることを導き出した。
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恒星・惑星系の全形成過程を物理的に説明した林忠四郎の「京都モデル」は、ほとんどニュートン力学だけから説明されるそうです。



塵とガスの円盤:重力、渦の運動、流体力学、散乱、摩擦、基本的な熱力学や物性力学
塵の結合:質点・質点系・剛体の衝突・合体、摩擦、熱力学、エネルギー収支
微惑星の挙動:重力、質点・質点系・剛体の運動、流体力学、弾性体力学
惑星の挙動:重力・潮汐力、質点・質点系・剛体の運動(多体問題)
ガスの取り込み:流体力学、摩擦、熱力学

などです。
あまり詳しくないので間違っているかもしれませんが、ナノスケールの粒子や光速に近い運動は扱わないので、量子力学や相対論を使わないことは確かだと思います。
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ニュートン力学, その中でも特に引力の法則については惑星の公転に関するケプラーの法則が重要な役割を果たしています. 特に, 引力が距離の 2乗に反比例することはケプラーの第3法則から導かれます.


と手元の「人類の住む宇宙」 (シリーズ現代の天文学1, 日本評論社) に書いてあります.
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「ニュートン力学の概念を用いた宇宙に関連する現象」という表現で何をどこまで想定しているのかがわかりかねますが, 太陽系における惑星

や衛星の公転なんかじゃダメなんでしょうか?
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この回答へのお礼

そのようなことを教えていただきたいです。
出来れば太陽系における惑星や衛星の公転などについてニュートン力学と関連づけて教えて頂きたいのですが。
文章が下手ですいません。

お礼日時:2007/07/12 17:02

ニュートン力学と特殊相対性理論との違いとは、


後者が光速不変の公理を導入している、ということだけですが、・・・
・・・しかし、その違いは、すでにご存知なのですね?

特殊相対論の効果は、相対速度が光速に近づくほど顕著になってきます。

逆に言えば、
光速に比べて十分遅い速度の範囲内であれば、宇宙の現象であれ、他の現象であれ、
ニュートン力学で十分に近似できるということです。
天体の運動も、その速度が光速より十分小さければ、ニュートン力学で記述できます。
ケプラー問題もそうです。


次に、
特殊相対性理論の中でも代表的な式、すなわち、
E=mc^2
についても言及しておきましょう。
この式は、いわば、原子力を記述した式なので、太陽も含む恒星のエネルギーの源は原子力ですから、相対論が無いと説明できないと言えます。


一般相対論にも少し触れておきましょう。
一般相対論は、重力による「空間のゆがみ」によって、光の進行方向が曲がることを予言し、その後、観測で実証されたのは非常に有名ですが、
水星の軌道(少し楕円になっている)の近日点が、太陽の周りを1周するたびに少しずつずれていく現象が、ニュートン力学では説明できず、一般相対論では説明できたということも有名です。
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この回答へのお礼

私が今まで知らなかったニュートン力学と相対性理論の違いを詳しく説明ありがとうございます。
出来れば、ニュートン力学の概念を用いた宇宙に関連する現象も教えて頂きたいのですが。
ご無理を言って申し訳ありません。

お礼日時:2007/07/12 00:27

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