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僕は中一です。一般相対性理論についてわかりやすく説明してください。また理解しやすいお勧めの本がありましたら教えてください

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A 回答 (7件)

一般相対性理論は、特殊相対性理論よりも難しい話になります。


特殊相対性理論は、もう知っている、ということでしょうか?

特殊相対性理論
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A% …

一般相対性理論
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E8%88%AC% …


私は、中学1年の人に相対性理論の説明をしたことがあります。

君の目の前を、僕が左から右へ走り抜けていくのを、君が見ているとする。
すると、君から見て、僕はやせて見える。
そして、やせて見えるのに、逆に、僕の体重は重く見える。目で体重は見えないけど、それが真実。
そして、なんと、僕がつけてる腕時計を君の腕時計と見比べると、君から見て僕の腕時計は、どんどん遅れていく。
これが(特殊)相対性理論だ!

じゃー、問題。
走り抜けていく僕から見て、止まっている君はやせて見えると思う?それとも太って見えると思う?
中学生「やせて見えると思う。」
正解。じゃー、僕から見て君の体重は増えて見える?減って見える?
中学生「増えて見えると思う。」
またまた正解。じゃー、僕から見て君の腕時計は遅れていくように見えると思う?」
中学生「さすがに、僕から見てそっちが遅れるんだから、そっちから見たら進んでいくように見えるんじゃない?」
不正解。僕から見ても、君の時計は遅れて見える。
だから「相対性」理論っていうんだ!

(以上、特殊相対性理論。以下、一般相対性理論)

・光は重力で曲がる。
・重力が集中すると、いったん入ってしまったら、光さえも抜け出すことができないという、おそろしいものが出来上がる。(ブラックホールのこと)
・水星は太陽の周りを円軌道でなく楕円軌道で回っているが、
 1周するたびに軌道がだんだんずれていく。
 この現象(水星の近日点の移動)は観測結果によって、かなり昔から知られていたが、理由は謎であった。
 しかし、一般相対性理論の発表後、その理論で計算してみたところ、たまたま見事に一致することが分かった。
・回っているジャイロ(地球ゴマ)は、傾くことなく常に、宇宙の同じ方向に軸を向けている。
 ところが、人工衛星にジャイロを搭載して、重力で公転させていくうちに、だんだん軸が傾いていく。(※)

※については、まだ実証されていないと思いますが、
たしか、数百億だか千億だかの費用を使って、今現在、実験が進行中だったと思います。(地球の周りを回っています。)


なお、

#4さんが挙げられているウラシマ効果(双子のパラドックス)は、
私は最近まで一般相対性理論の話だと思っていましたが、
実は、特殊相対性理論で説明できるということを、ここのQ&Aサイトで教わりました。

また、
同じく#4さんがおっしゃる光速不変(止まっている人からも動いている人からも、光の速さは同じに見える)も、特殊相対性理論の話です。
逆に言えば、ニュートン力学に「光速不変の公理」を加えて組み立てられたのが、特殊相対性理論です。
特殊相対性理論によって、原子力が説明されました。
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簡単に説明すると


ニュートン力学では空間は3次元として計算していましたが相対性理論では空間は3次元時空として計算することになります。
特殊相対性理論では、一定速度で移動していると時間が遅れて観測されます。
一般相対性理論では、速度がどんどん増える運動をする、または重力がある中では時間はどんどん遅れます。
重要なのは速度や加速度は時間と距離の関数であることです。
他の様々な現象はこの結果として観測されるものです。
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相対性理論を理解するには高等数学の知識が必要です。



啓蒙書、解説書の類をいくら読んだところで、分ったような気分にはなりますが、本当のところは何も分りません。

強いて一言で言えば、一般相対性理論は重力に付いての理論であり、重力と加速度は同じモノであり区別は出来ないと言う理論です。
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重力で空間も時間もグニャグニャ曲がったり延びたり縮んだりするにょ



ある人が1年すごしたら、本当の世界では100年経過していた
なんてウラシマ太郎みたいなことが起きちゃうにょ

それから光の速さは誰が観測しても常に一定だにょ
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電線を磁界の中で磁界を直角に切るように動かすと電線に電流が生じます。


電線を直角に切るように磁石を動かすと電線にでんりゅうがしょうじます。
この二つの場合を見ると
電線が動く、磁界は動かない
磁界が動く、電線は動かない
動作は全く逆なのに起こる現象は区別が付かない。
電線が動いて生じる電流と磁界が動いて生じる電流とは全く同じだからです。
アインシュタインの論文「相対性原理」はこのことから始まっています。

相対性原理
アインシュタイン
岩波文庫刊
お勧めの本です。
数学の「式の取り扱い」と「直交座標の見方」が分かる人なら下手な解説を読むより本人の論文を読んだ方が分かりよいです。
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 懐かしい。

私も貴方と同じくらいの年に興味を持って相対論の本を読みあさったっけ。
当時呼んでいたのはブルーバックス
http://shop.kodansha.jp/bc2_bc/search_view.jsp?b …

 本当はNewtonのMook本が取っつきやすくて良いのですが。
http://www.newtonpress.co.jp/newton/bessatu/inde …
 どっかの本屋で売れ残っていたら探してみてね。

 ところで一般相対論だけでよいの?
 特殊相対論は理解できたかな?
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こんにちは



相対性理論は実は難しくないですよ。
かといってここで800字で説明するのは厳しいです(笑)
中学生でも十分相対性理論は理解できます。
オススメの本をリンクに貼っておきます。
特殊相対性理論も含めて理解できると思います。

参考URL:http://7andy.yahoo.co.jp/books/detail?accd=31423 …
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Q相対性理論の上手い例え

以前、カオス理論のバタフライ効果について、
「もし自分が10年前に目の前に落ちている五円玉を拾っていたら、今の自分の人生は全く異なるものになっていたかもしれない」
という例え話で説明されている話を聞いて、すごく興奮したことがありました。
(もちろん、これが理論をあまりに単純化した、専門家からすればあまりにも下らない例えであろうことは理解しています)

これに関連して、一般相対性理論と特殊相対性理論に関しても、数式などを一切使わず、小学生にも分かるような平易な例え話を用いて、思わず膝を打つような話を以前どこかで聞いたことがありました。

が、この話をあろうことか忘れてしまったのです。
ですので、相対性理論に詳しい皆様、どうか単純明快な例えを用いて、相対性理論についてご説明いただけませんでしょうか?

繰り返しますが、こういった例えが専門家からすればどれだけ荒唐無稽かというのは重々承知しております。
それでも、相対性理論の一端だけでも理解したいという馬鹿な文系人間の知的好奇心を満たそうという方がもしいれば、ぜひともお答えください。
よろしくお願いします。

以前、カオス理論のバタフライ効果について、
「もし自分が10年前に目の前に落ちている五円玉を拾っていたら、今の自分の人生は全く異なるものになっていたかもしれない」
という例え話で説明されている話を聞いて、すごく興奮したことがありました。
(もちろん、これが理論をあまりに単純化した、専門家からすればあまりにも下らない例えであろうことは理解しています)

これに関連して、一般相対性理論と特殊相対性理論に関しても、数式などを一切使わず、小学生にも分かるような平易な例え話を用いて、...続きを読む

Aベストアンサー

たしか実際アインシュタインが小さな子供に説明していたという話を聞いたことがあります。アインシュタインはその小さな子供に

「みんなに流れている時間は平等じゃないんだ。
例えば君が勉強をしている時は時間がすごく長く感じるだろ。
でも、好きな子と一緒にいれば時間は短く感じるよ」

という感じだったと思います。実際の相対性理論ではなく大嘘をついていますけどね。^^

Q『E=mc2』 って何の公式????

かなりマニアックな質問なんですが、E=mc2は何の式か分かりません。
宇宙論と言う授業の中に出てきた式です。
文系の私にはちんぷんかんぷんでございます。
これが分からないと授業にもついていけず、最終的に4単位落としそうな勢いなんです。

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)

と言ってもピンとこないですよね!

この1gのエネルギーと言うのが、あの広島に落とされた原爆のエネルギーなんです。

広島に落とされた原爆には、1Kgのウラン235と言う放射性物質が搭載されていましたが、その内の僅か1gが減り、減った質量がエネルギーとして変換されたのです。

つまり、残りの999gは、エネルギーとしては使われなかったのです。

たった1gの質量に、あれだけのエネルギーがあるなんて。凄いことですよね。

アインシュタインが発見した有名な公式です。

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四次元というのはどんな世界ですか?

そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?
三次元の世界とは縦横高さのある空間の世界だと思います。
これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?
我々の世界にも時間があるので、四次元といってもいいのでしょうか?
それとも四次元とは時間とは無関係の世界なのでしょうか?
あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタインでした。
 彼は、リーマンという数学者が作った、
曲がった空間の幾何学(現在リーマン
幾何学と呼ばれています)を使い、4次元の
空間が歪むという状態と、重力や光の運動を
あわせて説明したんです。これが相対性理論。

>これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?

 物理学的にはそうです。

 相対性理論の話に関連付けて説明するとこんな感じです。
例えば、下敷きの板のような平面的なもの(数学的には
これを2次元空間と言ったりします)を曲げると
いう動作を考えてみて下さい。下敷きに絵が書いて
あったとして、曲げながらそれを真上から見て
いると、絵は歪んで見えます。平面的に見て
いても下敷きという2次元空間が歪んでいる
ことが感じ取れます。
 2次元的(縦と横しかない)な存在である下敷きが
歪むには、それ以外の方向(この場合だと高さ方向
ですが)が必要です。

 19世紀に、電気や磁気の研究をしていた学者たちが、
今は小学校でもやる砂鉄の実験(紙の上に砂鉄をばら撒いて
下から磁石をあてると、砂鉄が模様を描くというやつです)
を電磁石でやっていたときに、これは空間の歪みが
原因ではないかと直感したんです。
 電磁石の強さを変えると、砂鉄の模様が変化します。
これを砂鉄が動いたと考えず、砂鉄が存在して
いる空間の歪みが変化したのでは?と考えたんです。

 3次元の空間がもう1つ別な方向に曲がる。
その方向とは時間という方向だということを
証明したのが、相対性理論だったんです。


>あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

 4つ目の方向である時間は、存在していても
その方向に、人間が自由には移動する方法は
現在ありません。時間方向を自由に動ける機械と
いうのは、タイムマシーンのことなんですが。

 日常生活を考えてみたとき、縦、横といった
方向は割りと自由に動けます。1時間ちょっと
歩けば4kmくらい楽に移動できますが、
道路の真中で、ここから高さ方向に
4km移動しろと言われたら、人力だけでは
まず無理でしょう。
 飛行機やロケットといった道具が必要と
なります。
 時間方向というのは、このように存在していても
現在のところ自由に移動できない方向なんです。

 例えば、人間がエレベーターの床のような
平面的な世界に生きているとしましょう。

 この場合、高さ方向を時間と考えて下さい。

 エレベーターは勝手に下降しているんです。
この状態が、人間の運動と関係なく、時間が
経過していく仕組みです。

 人間もほんの少し、ジャンプして高さ
方向の移動に変化をつけることができます。

 同様に時間もほんの少しなら変化をつける
ことができます。

 エレベーターの中で、ジャンプすると
ほんの少し下降を遅らせることができる
ように、時間もほんの少し遅らせることは
できるんです。




 

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタイン...続きを読む

Q重力による時間の遅れがわからない

こんにちは。
重力が強いほど時間の流れが遅くなる理由について教えて下さい。
よく特殊相対論による時間の遅れについては、光時計の比喩で説明されていて分かるのですが
光速に近づくにつれて光線が斜めに伸びて、光線が戻ってくるまでに1秒以上かかります。

重力が強い程に時間の流れが遅くなるのをこの光時計の比喩でわかりやすく教えて下さい。

ちなみに『竜の卵』というSFでは中性子星にチーラという知的生物がいて
人類の100万倍の進化速度になる理由を教えて下さい。
設定では直径20kmで表面重力は670億G。
なぜ重力が強くて時間の流れが遅いのに、100万倍の速度なのかがわかりません。
地球時間では15分がチーラでは60年に相当するそうです。
だから人類の科学力をあっという間に追い抜いてしまうそうですw

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 相対論では真空中の光速度が基準で、時間や空間(時空)は、光速度により変化します。

 光も重力で自由落下します。もし重力源に逆らって光を放つ、つまり星の表面から光を放てば、真空中の光速度(秒速30万km)と自由落下する速度の合成(足算)になります。

 これは水中での光の速度が遅くなるのとは異なり、時空の性質によるものです。そのため、光は相変わらず宇宙での特別の速度であり、やはり光は時間や空間の基準となります。

 遠方から見て、星の表面から放たれる光が重力のために秒速15万kmとなるなら、星の表面での時間は、遠方から見ると半分の速さで進んでいます。なお、その星の表面で見れば光は(局所的には)秒速30万kmであり、自分の時間の速さが遅くなっているとは観測できません。それが一般相対論がいう、重力による時間の遅れです。

 しかし、その星表面から遠くを観測すれば、自分より倍の速さで時間が進んでいることが分かります。相対速度を持つ者同士が、どちらも相手の時間がゆっくり進んでいると主張して、それがどちらも正しいという状況(特殊相対論がいう時計の遅れ)とは異なります。

>なぜ重力が強くて時間の流れが遅いのに、100万倍の速度なのかがわかりません。

 そうなりません。中性子星表面の時間は、強い重力のため(赤道などだと速度の影響も少し加わる)、遠方に比べると遅くなっています。竜の卵に出てくる中性子星の知的生命体チーラはの生物的な感覚時間が速いのは、チーラがいわば巨大原子核が生物になったようなものだからです。

 思考であれば、人間の脳は化学反応により思考しますので、光速度の制限はもとより、化学反応速度の制限を受けます。チーラは、それが原子核内の反応であるため、とてつもなく速くなっています(生きた量子コンピュータみたいな感じ)。

 なお、チーラやその生活環境は、自然科学を度外視しての想像ではなく、中性子星表面で起こり得る反応を考慮して設定してあるようです。

 相対論では真空中の光速度が基準で、時間や空間(時空)は、光速度により変化します。

 光も重力で自由落下します。もし重力源に逆らって光を放つ、つまり星の表面から光を放てば、真空中の光速度(秒速30万km)と自由落下する速度の合成(足算)になります。

 これは水中での光の速度が遅くなるのとは異なり、時空の性質によるものです。そのため、光は相変わらず宇宙での特別の速度であり、やはり光は時間や空間の基準となります。

 遠方から見て、星の表面から放たれる光が重力のために秒速15万kmとな...続きを読む

Qリベラルとは?

・左派、革新、社会主義
・右派、保守
という分類ができると思うのですが、
リベラルや自由主義は、どう考えたらいいのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 政治思想は、下記のXY軸に表す事が出来ます。(リベラルを日本語に訳したのが「革新」あるいは左派です。)

 Y軸 Libertarian(自由・市場主義 = 小さな政府) - Statist(統制主義 = 大きな政府)
 X軸 Liberal(革新) - Conservative(保守)
 真中 Centrist(中間主義)

 各派の解説は下のURLの解説部分を参照してください。
   http://meinesache.seesaa.net/category/719933-1.html

 自由主義と言うとリバタリアンの範疇になりますが、アメリカの政治に例えると、レーガン大統領より前の共和党政策が旧保守主義(右派リバタリアン)で、それ以後を新保守主義(ネオコン)といい保守と名乗っていますが、実態は左派リバタリアン(左派が保守に転換し、現状を保守する為に革新的手法(戦争など過激な改革を許容する)を執ると言う主義)です。

 自由主義の反対となる統制主義も左派だと共産主義や社会主義、比べると右派に成るイギリスの「ゆりかごから墓場まで(高福祉政策)」などが有ります。

 簡単に言うと、積極的に変えようとするのが左派で、変わらないように規制するのが右派です。そして変える方向(変えない方向)が自由か統制かで分類できます。

 日本には明確に保守を謳う政党が無いので、イメージがわき難いのかも知れませんが…。
 (自民・民主党は中道で、共産党は左派統制主義ですから…。)

 政治思想は、下記のXY軸に表す事が出来ます。(リベラルを日本語に訳したのが「革新」あるいは左派です。)

 Y軸 Libertarian(自由・市場主義 = 小さな政府) - Statist(統制主義 = 大きな政府)
 X軸 Liberal(革新) - Conservative(保守)
 真中 Centrist(中間主義)

 各派の解説は下のURLの解説部分を参照してください。
   http://meinesache.seesaa.net/category/719933-1.html

 自由主義と言うとリバタリアンの範疇になりますが、アメリカの政治に例えると、レーガン大統領より前の共...続きを読む

Q重力と引力の違いは?

重力と引力の違いは何なのでしょうか。

(もしくは、引力と重力の違い:ログ検索用)

素朴な疑問ですみません。

Aベストアンサー

天体の中心に向かって引っ張られる力が引力ですが、地球は自転しているために外にひっぱられる力(遠心力)もはたらいっています。重力はこの二つの力を合わせたものです。赤道付近は遠心力が大きいので、重力は小さくなります。南極や北極は遠心力が働かないので重力が大きくなります。南国に行くと身も心も軽くなるのは、暖かいからだけではなく重力が軽くなるため

だそうです。

参考URL:http://www.dspace.mitsubishielectric.co.jp/space_qa/q_16.html#

Q相対性理論ではなぜ時間が遅れるのでしょうか?

相対性理論の本を見て勉強してるのですが、
速度(人や物の)が早くなると、その人の時間は遅くなると書かれていました。

しかし、理由がいまいちわからなかったので
簡単に説明してもらえないでしょうか?

光は一定の速度なので、その理論に合わせて
到達するまでの時間が遅くなるということでしょうか?


よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 啓蒙書で勉強されておられるのでしょうか? 啓蒙書では「なぜ?」は分かりにくいか、分からないとあきらめる必要も出てきます。「なぜ?」を近いしたければ、数式で考えなければいけないこともしばしばです。

 大原則は、
「どんな慣性系にいる観測者も『自分は静止している』と考えなければならない」
「どんな慣性系にいる観測者が光の速さを観測しても、それは同じ秒速30万knである」
「どんな慣性系にいる観測者が光以外の物体の移動を見ても、その速さは光速度未満である」
ですので、これは常に忘れないようにして、以下を読んでみてください。
 なお、等幅フォントでないと図がずれます。その場合は、テキストエディターにコピペしてみてください。

---------------------------
1)時間の遅れ
 宇宙船が鏡の側を飛んでいるとします。

   鏡 __C_ 
      /|\ 
     光 | 光 
    /  |  \
   A→→ B →→D

 宇宙船はAで鏡に宇宙船から見て垂直に光を発します。この光は宇宙船内では鏡に反射して垂直に返ってきます。外から見ていると光は斜めに進み宇宙船に戻ります。
 宇宙船の速度をv、光速度をc、宇宙船で見た光の往復時間をT、外から見た光の往復時間をtだとします。
 あとは単純な幾何学の問題です。三角形ABC(と三角形CBD)は直角三角形ですからピタゴラスの定理より、

  AC^2=AB^2+BC^2

となり、ここで、AC=ct/2, AB=vt/2, BC=cT/2 であることを代入して、

  (ct)^2/4 = (vt)^2/4 + (cT)^2/4

 あとは順にt,Tを両辺に移動して整理していくと、

  T = t√(1-(v/c)^2) ---(1)

という関係になります。
 「v<c」ですから、明らかに「T<t」ですね。つまり、たとえば外の時計で10秒経っても、宇宙船の中の時計では10秒未満の経過だということになります。

 宇宙船が光速度に近い速度になると宇宙船の時間は(外から見て)ゆっくりになります。もちろん立場を変えて宇宙船から外をみたときは外がゆっくりだ、ということになります。

 分からない点があれば、補足に分からない点をお願いします。

 啓蒙書で勉強されておられるのでしょうか? 啓蒙書では「なぜ?」は分かりにくいか、分からないとあきらめる必要も出てきます。「なぜ?」を近いしたければ、数式で考えなければいけないこともしばしばです。

 大原則は、
「どんな慣性系にいる観測者も『自分は静止している』と考えなければならない」
「どんな慣性系にいる観測者が光の速さを観測しても、それは同じ秒速30万knである」
「どんな慣性系にいる観測者が光以外の物体の移動を見ても、その速さは光速度未満である」
ですので、これは常に忘れな...続きを読む

Q『更迭』と『罷免』の意味

皆様、こんにちは。

最近何かとよく耳にする『更迭』と『罷免』ですが、意味が同じように思えてなりません。(他にも『解任』などもあったりして)

どちらも、『人を辞めさす』という意味で間違いないと思いますが。
gooの国語辞典で調べると、『罷免』は単に辞めさす事。
『更迭』は他の人に変える事とでてきます。
だとしたら、『更迭』の用法としては『○○を△△に更迭する』という形となると思うのですが、新聞やTVなどメディアでは『○○を更迭』と使っている気がします。
これは単にメディアがきちんとした使い方をしていないという事なのでしょうか?

なんだかうまくまとまりませんが、『更迭』と『罷免』について分かりやすい用法や明確な違いをご存知の方がいらっしゃれば是非教えて下さい。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

罷免--免職と同じで、辞めさせる事. **を罷免する。はやくいえば首
解任---任を解く  課長の任、地位を解く。**さんを解任するはその人の任(地位)を解くで、**さんを辞めさせるという事ではない。結果的には首もあるでしょう.
更迭---人を変える。**を更迭する。--に***を更迭でもいいし、**を更迭するでも、どこへ行こうが更迭をされる事実がわかれば、いいのだから、**を更迭でもかまわいと思います.地位を下げられる人もあり.

Q光子の質量?

光子って質量はあるんでしょうか?

光子の質量は0で、0だからこそ、光速で移動するんだとおもっていたのですが、
「重力は質量間に作用する力である」とおもっていたので、
なぜ、光子が重力の影響をうけるのかよくわからなくなってしまったのです。

なんて事を考えていたら更に疑問が。(ーー;
「光子は電磁場の影響を受けるか?」
「電磁波なんだから受けるべ?」というのと、
「電荷をもたなければ影響うけないべ?」という気も。
うーん。どうなんざんしょ?(ーー;

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

 量子光学屋で、素粒子論は耳学問なんですが、とりあえず知ってるつもりのことだけ、書かせていただきます。

 古い話ですが、ヤン-ミルズ理論~電弱統一理論では、光子のうち弱い相互作用を司る量子が質量をもち、電磁気力を司る光子が狭い意味でのフォトンになったわけですから、光子が質量をもたないのではなく、電弱統一理論の力の素粒子のうち、質量を持たない方が、光子と呼ばれるものである、というのが律儀な言いかたなのかもしれません。

 ただ、光子のエネルギーは、容易に質量となり、また、その逆も容易に起きます。

 たとえば、陽子と電子が無限のかなたから近づいていき、水素原子を形成する場合、電子の軌道のエネルギー準位が変化すれば、光子の形でエネルギーが外に放出されます。その光子のエネルギーは、陽子と電子のなす系が、質量を失うこと(古典的には、ポテンシャルエネルギーを失うこと)で補われます。
 水素がイオン化して、陽子と電子とに別れる時は、この逆で、外からやってきた光子から、系は質量を得ることになります。これを相対論のような古典物理で説明する場合には、質量とエネルギーの等価性と言うわけですが、場の理論で、この質量獲得のメカニズムを説明するのは、かなり難しいことのようです。

 経路積分的に、光子が飛んでいく姿を思い浮かべた時、光子は、実は、あるときは陽電子-電子ペアであったり、場合によってはトップクオークと反トップクオークの対からなる中間子に「変身」している場合もありうるわけで、いつでも質量を持つ可能性をもっているわけです。

 これら「場の理論」でいう質量の獲得と、重力理論で言う質量とが、同等のものであるのは一般相対論の主張ではありますが、素粒子論レベル(重力子レベル)で、場の相互作用を簡便に言うことは、困難なことのようです。
 このあたりが、

 「なぜ、太陽の側を通った光は、曲がるの」
 「それは、重力が空間を曲げているからさ!」

という、禅問答のような、とおりいっぺんの説明では納得できない気持ちになる原因だと思います。

 また、「電荷」は、電磁気の力、すなわち光子を産むことのできる「能力」を示すものです。それ以上の説明は、現代の物理学者にはできていないように思えます。電子のように「内部構造を持たない粒子」が、電荷という性質を持つことは、実に不可思議な事だと思います。また光子は「電荷」を持たないため、更に子供の「光子」を直接産むことはできません。何か他の素粒子を経由することにより相互作用することになると思います。

 量子光学屋で、素粒子論は耳学問なんですが、とりあえず知ってるつもりのことだけ、書かせていただきます。

 古い話ですが、ヤン-ミルズ理論~電弱統一理論では、光子のうち弱い相互作用を司る量子が質量をもち、電磁気力を司る光子が狭い意味でのフォトンになったわけですから、光子が質量をもたないのではなく、電弱統一理論の力の素粒子のうち、質量を持たない方が、光子と呼ばれるものである、というのが律儀な言いかたなのかもしれません。

 ただ、光子のエネルギーは、容易に質量となり、また、...続きを読む


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