光速度一定の基準空間とは何か

光速度は秒速30万キロメートルの一定値と言います。速度にはその定義する基準空間座標が有る筈です。光速度は余りにも有名なアインシュタインの特殊相対性理論で良く論じられます。一般にその速度基準はどのようなものと考えますか。

質問者からの補足コメント

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  たくさんのご指導やご意見を頂きました。ありがとうございました。
  折角でしたが、まだご意見の光の「光速度一定」を定義する基準空間を理解できないでいます。用語の〈慣性座標系〉が地球等の運動する星の上での実験的観測の場を基準空間としていると確認しました。その座標が高速度でも光源と観測者の相対距離が変わらなければ、光の観測周波数・波長は変化しないでしょう。ただ、光の放射時刻と受信時刻との間には相対距離と光速度一定の計算の伝達時間差が出ましょう。なお、広がりを持つ電波と光では地球導体近傍の空間の影響で現象に差も出ましょう。実際を知りませんが、相対距離の変動する飛行機着陸時の有視界飛行での受信信号は如何でしょう。様々な研究で、光通信・伝播現象以外にもそれを相対性理論に関連付ける解釈があるようですが、疑問に思います。特殊相対性理論の論拠と静電場内の磁界の解釈の関係が問答になるかと思います。

    補足日時：2015/09/11 10:17

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  ありがとうございます。
  多くの方に御回答、ご議論頂きました。ベストアンサーを選ぶことが要求されています。しかし、未だに選べないで居ります。誠に申し訳ありません。
  お叱りを受けている点が、私が元もとアインシュタインの『特殊相対性理論』が詭弁論だと思うから、最初から質問するなでした。
  最後の、No.40の話にある電気磁気学が多くの基本的な点で矛盾にある。そこからの光の特殊相対性理論の誤りを指摘している。その意味は光の観測上では基本的に相対速度となる。光が光速度一定で伝播する空間は人間の観測には無関係に存在し、その空間を光規定空間と定義付けた。その空間を人は認識できない。観測者自身がその光規定空間に対する速度を知る事は出来ないから。
  以上の観点から質問を提起させて頂きましたのは、他の方がもし見られてどのように思うかをご自身でお考え頂く場になればとの思いでした。

    補足日時：2015/09/23 22:43

No.31 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/09 11:40

＞電界も磁界も人が創り上げた仮想的概念でしかありません。

それだけではなくて、それは自然から学ぶ手段では？
つなぐのは実験ですよね、それが有効かどうかは実感されないと
なにいってんだ、こいつってなるだけでしょう

この回答へのお礼

電束とか磁束をどんな空間的描像で描いていますか。
光の空間像をどのように描きますか。
電荷の空間像をどのように描きますか。
と言う意味を理解しないと、仮想的概念と言う意味は分からないかもしれません。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/09 12:40

No.30 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/09 09:53

否定してなくてよかった。

実際の基準はこのような波動に関する物理量を使って定義しているわけで
その物理量を除いたら相対論のような基準のない話になるのは理解されたでしょうか？
というか、相対論は力学と電磁気学の矛盾を説明するためなのに
力学と電磁気学を十分理解してないと誤解を生じますが
理解していますか？

この回答へのお礼

力学と言うと、f=mα の関係でしょうか。
電気磁気学と言うと、教科書の内容でしょうか。
電界とは何か。磁界とは何か。と言うと、意味の話でしょうか。
電界の中をどのようにご理解されているか、磁荷の空間をどのようにご理解されていますか。電界も磁界も人が創り上げた仮想的概念でしかありません。実際にはそんなものは存在しません。程度の事を理解と言うのでしょうか。
電磁気学の理解を問われると理解に苦しみます。

お礼日時：2015/09/09 11:24

No.29 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/08 22:06

特定の波長のレーザー光を使って原子を閉じ込めると、原子が吸収する光の振動数は、閉じ込めによる影響を受けないことを発見しました。

この波長は「魔法波長」と呼ばれています。
http://www.jst.go.jp/erato/katori/feature/

君はこういう振動数や波長と言う概念を否定しているの？

この回答へのお礼

ありがとうございます。
光格子時計の話をサイトで読ませていただきました。
成程原子寸法の世界に成れば、その機構はまだまだ私には理解できない現象が有るだろうと言うことは解ります。ただそれが普通の光伝播空間・特殊相対性理論の話と関係するかと言えば、意味が違うと思います。
「原子の閉じ込め」と言う状況がどのようなことを言うのかは良く解りません。レーザー光を照射して原子のエネルギーを奪うと言うのかと考えると、エネルギー保存則との関係で、どこにエネルギーが配分されて、原子のエネルギーが減少し、冷却されるのかと言う点で理解できないところが有ります。レーザー光もやはりエネルギーの縦波でしょうから、エネルギー空間分布には勿論空間長の波長が有る。その波長の長さと原子の寸法は比較に成らないでしょう。原子が格子状に在るか一つなのかやその周りがどのような環境下にあるか、またレーザーの照射は反射するかどうかなど、理解できないから何とも言えません。
光の振動数とは何かと思いませんか。光の何がどのように振動するのでしょうか。光に振動する物体(質量)でも付いていると考えるのでしょうか。
光一粒と言う空間の寸法をどのように解釈されるのですか。レーザー光と言うのは波長が空間的に揃った光の束ぐらいに解釈します。発光源の特性で、光エネルギーの放射周期が揃った状態でしょう。
しかしその原子の位置は質量を持っているから重力との意味は無いとは言えないでしょうが、相対性理論との関係は全く別の話でしょう。
空間に実在する物はすべて、光も原子も波長あるいは寸法が有る筈で、それを否定などする訳が無いでしょう。魔術的な話は頂けないと言うことです。
今後ともよろしく願います。

お礼日時：2015/09/09 09:46

No.28 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/08 21:41

はあ？周波数とか振動数とか波長とかそういう概念を使ったら相対論にようにならない

っていってるのであって、自分で解決できるなら質問じゃないよね？

No.27 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/08 19:02

実際はそういうことしてるんです

質問者がおっしゃるとおり物理定数を決めるのに基準系は必要で
その基準お決めるのに周波数とか波長とか電磁気学との融合なので必要で
必要なのにそういう情報を抜いるっていうのが、特殊相対論ですね
だから不完全なんです。

この回答へのお礼

No.26で仰っていた意味が良く理解できずに、失礼いたしました。
少し私の言うことが常識を外れた電磁気現象論に成っていて、申し訳ありません。
すべてエネルギーの縦波と見ていますので、光もその見かたですから、どうしても複雑な特殊相対性理論の解釈は理解できないのです。とても難し過ぎるだけで、余り意味の無い理論が世界を風靡しているように見えて残念なのです。
済みません、勝手なことを述べました。
飽くまでも易しく、誰もが理解できる自然科学論であってほしいとの思いです。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/08 22:01

No.26 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/08 18:47

そういう基準がないと、相対速度があるのか不変系(静止系）なのかも

わからないので、絶対静止座標系を否定しながら絶対静止座標系のまま
相対速度をいってる、子供だましですねｗ

この回答へのお礼

少し仰る意味が理解できません。
光が伝播する空間は、そこで光が直線的に光速度一定で伝播すると言うだけでしかありません。その空間を人間・観測者が確認することはできません。地球等の導体の表面環境では自由空間の光の光速伝播環境とは異なると言うことです。
難しい数学的記述理論だけが科学論だとは言い切れないと考えます。
子供だましとは理解しかねます。
電界とは何かお分かりでしょうか。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/08 21:36

No.25 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/08 18:30

同じ慣性系の定義にドップラー効果があるかどうかは電磁波を伝播して長さや時間を決めようっていう話ですから、当然なんです。

http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k3dennji …

その情報を抜いたり使わないなら基準がなくなり、そら数学的には合理的になるけど
基準が何かわからなくなるというトリックですね。

この回答へのお礼

お示しのサイトを見ました。
電磁気学の電磁波論はその通りです。しかし残念ながら、電磁波に横波の電界・磁界と言う概念は実際にはその物理量は無いのです。少しその辺の話は教科書の範囲を超えた事に成ります。マックスウエル電磁場方程式の論に十分条件が欠けているのです。そこがアインシュタインの論理の基にも問題が有る訳です。電界、磁界は単にエネルギー流の縦波をそれぞれの観方で解釈しただけでしかありません。
〈その情報を・・トリックですね。〉の部分が良く理解できませんでした。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/08 21:25

No.24 回答者： s_hyama 回答日時： 2015/09/08 11:28

極端なこといえば、神様が宇宙をお作りになったとか、反証しようがないってことです。

あと、慣性系か非慣性系かまず分けて、慣性系でも同じ慣性系にいるか異なる慣性系にいるか
なんてなんとなく絶対静止座標系＋慣性系のときは問題にならないのですけど、
絶対静止座標系が使えないなら、慣性系の座標とは？から再定義しないとそれ自体が意味を失っています。
同じ慣性系とは、ドップラー効果が生じないもの同士の２点間でいえることです。
ドップラー効果が生じないというのは、周波数が同じに発信し伝播するってことですから
これで同じ慣性系か異なる慣性系か、非慣性系かも分別できるんです。
そうすると、高低差のエネルギーの違いによって原子時計の周波数が変わるので、
一様でない重力場でも、時間が遅れるのじゃなく電磁波や物質波のスピードが変化するという
日常と同じ現象になるんですね。

ひずむとかひずまないとかは基準があっていえることです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
ドップラー効果で解釈する考え方はとても理解し易いですね。
正しくそのような単純に理解する捉え方が自然科学の求める未来と考えます。
余り複雑な数学的解釈は自分には荷が重すぎる事もあり、あまり信用出来ない理論に思えてしまうのです。要は単純な思考能力しかないのだと思います。
日常と同じ現象に成ると言う意味も、失礼ながらとても気に入りました。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/08 17:22

No.23 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/09/08 10:23

しかし、不思議に思いませんか？

電場の中に強い電荷を入れると、弱い電荷とは異なる運動をする。
でも重カ場の中に重いものを入れても、初速が同じなら
軽いものと全く同じ運動をする。これは重力場だけの性質です。
#どんなに軽いものでも同じ軌道を描きます。

重力は空間が作り出す幻のようなものでは? と考えるのも
そう無理はないと思います。実際、このアイデアは
アインシュタインのだけの思い付きではありませんでした。

一般相対性理論はし烈な競争の末、アインシュタインが
勝ち取ったものです。

この回答へのお礼

No.22に続いてありがとうございます。
御説明ですが、電場とは何かとなると少し難しくなります。まして電荷との絡みになれば、もっとその根源的な概念まで立入らなければならなくなります。
そこまでに不思議が積み重なっています。
電場も磁場もたった一つの空間エネルギー流の場と解釈しなければならないでしょう。そこでは電荷も曖昧な実在性に立ち消えてしまいます。
自然現象と人間が唱える理論の間には多くの不思議が詰まっています。
一般相対性理論の話は、特殊理論さえ不要と考える自分には、立入れなくて残念です。
ありがとうございました。

お礼日時：2015/09/08 17:23

No.22 回答者： tknakamuri 回答日時： 2015/09/08 09:54

>やはりアインシュタインが最初（？）に唱えた

>慣性座標系と言う概念が曖昧に様々な
>捉え方で使われているように感じます。

嘘の相対論を作っちゃだめですよ。全く反対のことを言ってます。

概念として慣性系が必要なのが「特殊」
それを不要にしたのが「一般」

慣性系も加速度系も重カ場も同じようにひとつの法則で
扱えるようにしたのが「ー般」です。

因みに慣性系をアインシュタインは唱えてません。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
確かにアインシュタインの論文を確認すると、慣性座標系と言う言葉は使用していませんでした。他の一般的解説書の捉え方でそう解説しているのを勘違いしていたようで、少し反省しなければなりません。定常系と言うのがそれに当たるようです。更に運動系が導入されて、論じられています。ただ論文の仮定と論理の組み合わせが理解できないのは私の能力が無いからと考えれば、それ以上は立ち入られないかもしれません。
特殊相対性の論理を地球上で考えれば、時間と距離などと特別の解釈を加える必要はないと思います。エネルギーの光速度伝播の縦波で十分理解できる筈です。
なお｢一般｣の場合については、その数学的表現で、とても理解できる内容ではありません。ただ、重力論となると、質量が問題の根幹に必要だろうと言うことです。
慣性座標系の間違いをご指摘いただきありがとうございました。

お礼日時：2015/09/08 16:59