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形状と大きさが同じ宇宙船が二つあり片方は時間の流れの変化が分かるほど高速で動き片方は静止する。

ふたつの宇宙船には床と天じょうを光が往復する。その往復回数には差がでるという話は有名ですがここで動くものは動いている方向に縮むのではなく動いている方向と直角に伸びるのか?という疑問が出来ました。

動いている物体は進行方向と同じ方向に縮んでみえるしその物体から他の物体をみても縮んでみえる空間の縮むという点を考慮しても光は常に誰からみても約30万キロで動いているように見えるという事が分かりません。

動いている宇宙船の中の光が往復回数が半分になるぐらいの速度で走っているのを宇宙船の外から止まって見た時往復回数が半分なら光の速度が半分にならないといけないのでは?と思いました。

動いている方向に対して直角の向きに物体は伸びて見えるなら光の往復回数に変化が起きても光が移動する距離が増えてみえるので光速度不変の原理に納得できます。

しかし伸びるというよりも動いている方向と同じ方向に縮んでみえるし縮んで見える物体からも周囲の世界が縮んで見えるとしか聞いたときありません

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A 回答 (4件)

これはすごく簡単。



観測者から見て動いている宇宙船の中で上下に往復する光ですが、この光を外から見ると同じところを往復しているのではなく、ジグザグに進んでいるのです。

上下方法だけでなく、進行方向にも進んでいるので光は斜めに進んでいます。
上下に往復する回数が増えるのは単にその移動距離が長くなっていることが原因なのです。

単純な上下往復でも、別の系から見れば別の動きになる。ある意味当たり前のことです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます
宇宙船の中を窓から覗くと光は上下せずじぐざぐに進んでいき光の着地点が一定でなく変わっていくという事になりますがこういう見え方を外からするという事ですか 不思議ですね

お礼日時:2015/03/23 20:45

伸びるとか縮むとか言う導かれる結果が常識とは異なることを説明した結果を、理由と考えるから混乱する。

一般向けの啓蒙書ではなく、きちんと理解しなければその疑問は解決しませんよ。
 異なる運動をしている座標系で物理が同じ事はすでに御存知のはずです。--ガリレオの相違性原理
 走っている電車内で物を落としたら足元に落ちる。それを外の世界から見ると放物線を描いて落ちていくように観察できる。
 じゃ、電車内測る光の速度も30万km/hだとしたら・・・。光速も物理現象なので・・。
 アインシュタインは「鏡を持ってとてつもなく早く走ると鏡に光が届かないために自分の姿が映らない」と言う事はない!!。マイケルソンモーリーの実験でそれは確認されている。
 じゃ、光の速度はどの座標系でも同じとして、物理を解析していくと、すべての現象が矛盾なく夏名できるし、こういう観測をすればこういう結果が観察できるはず---例えば時間が延びたように、距離が縮んだように---とね。

 結果と原因を逆に考えようとするからおかしくなっちゃうのですよ。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます

お礼日時:2015/03/23 20:58

特殊相対性理論は「測定」を定義し直すところから


始まります。

半端な知識では分からないので、ゆっくりと教科書
で学んで下さい。
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この回答へのお礼

回答ありがとうござい

お礼日時:2015/03/23 20:59

時間の進み方が変わる、「同時」の定義が変わる、と考えてください。



 「光速度不変」は結果ではなく、それを前提に空間・時間を構築し直したのが相対性理論です。時間が「固定」で「絶対」と考えれば、現実に起こっている「光速度が座標系によらず一定」という観測結果が説明できなくなるので、時間を「相対的」なものとしたのです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!

お礼日時:2015/03/23 20:59

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