速度

『一般的な意味では、アインシュタインの特殊相対性理論によれば宇宙空間における物体の絶対速度という考え方には意味がない。特殊相対論では、宇宙には銀河系の運動の基準となるような特別な慣性系は存在しないとしている（物体の運動は常に他の物体に対する運動として特定しなければならない）。』
というのはどういうことなのでしょうか？
それに飛行機の速度計は何を計測しているのでしょうか？

質問者からの補足コメント

• 絶対速度はあるのではないでしょうか？たとえば地球は時速何キロで太陽の周りを公転しているとか、あるいは時速何キロで自転しているとか・・・それから類推すると銀河系だってある方向に移動しているのだとするとその移動スピードは絶対速度で表せると思うのです。「運動の基準となるような特別な慣性系」とは何のことですか？

    補足日時：2016/02/21 14:10

• 飛行機の速度計測が周りの空気に対する対気速度なのだとすると、真空の宇宙を航行している人工衛星など
  の速度の計測は？現在冥王星を観測中の人工衛星ニューホライズンは秒速14kmで航行中とのことです。今後太陽系外縁天体を観測。第一候補として選定された2014 MU69へ向かう場合は、2019年1月1日に到着する予定だそうです。

    補足日時：2016/02/21 15:13

• ある物体が移動しているとき、その物体はある移動速度を持っています。その速度は、計測するとするとどこかに基準点を定めないと数値化できません。外側外側と基準点を替えることによって計測値は変わってきます。
  ですから相対的だというのでしょう。しかし光はどのように基準点を変えていっても速度は変化しませんよね。つまり見かけの速度というものと絶対速度を混乱させてしまっているのでは？

    補足日時：2016/02/22 19:02

• 私の疑問がどうしても理解されないので、どのように説明すればいいのか迷いました。つまり物体が静止（これも相対的なのである視点においてとしてください）しているときと移動しているときはその物体は同じではありません。移動性向のある無しです。そしてその移動エネルギーは速度と呼べば何か数的に表せると考えますが、そのためには観測点（基準点）を定めないと表すことができません。相対的だといわれる所以です。しかしそれは我々の都合に合わせた数値化の便法であって、我々が観測しょうとしまいとその物体は動いているわけで、それは移動のスピードを持っているはずです。（字数制限のため次に分けます）

    補足日時：2016/02/24 15:22

• （上段より続く）空間には距離があります、距離÷時間＝速度なので速度を持っているといえませんか？もちろん視点も定めなければ出発点と到達点を測定できないとはいえますが、それはこの速度を数値化するための便法にしか過ぎません。したがってこの絶対速度を計測する手段はないのですが、だからといってこの物体が観測する視点によって相対的に数値が変化する速度を生み出すおおもとの速度というものを持っているはずだと思うのです。

    補足日時：2016/02/24 15:24

• 数多くのご回答をいただいたことに感謝いたします。多くは相対論についてご教授いただきましたが、ある程度のことは理解したうえでの疑問だったのです。ある物体が静止している状態（これも絶対座標を提示できない以上ある視点・観測点でと限定しなければなりませんが）から動きを得たとき、自己のエネルギーや他からの影響であったとしても、その物体は明らかに以前とは違った状態にあります。どなたかがご説明の中でホームに止まっている電車が動いたときそれは電車が動いたのか、電車は止まっていてホームが動いたのか二通りの見方があるといわれましたが、明らかにエネルギーを得たのは電車の方でありホームが移動エネルギーを得たわけではありません。したがってエネルギーを得て動くという動作を持った物体には静止の状態とは違った変化があるはずだ、それは速度と呼べるのではないかと思ったのです。【下段に続く】

    補足日時：2016/02/27 17:10

• 【上段より】学問的には絶対系で示される速度が絶対速度なのだとのご指摘によれば、絶対系を明示できない私の思いは絶対速度とは呼べないのでしょう。その点を混乱させてしまったことはお詫びいたします。そしてそのことにより数多くの相対論のご説明を掛けさせてしまったことを反省します。これは相対論上の疑問ではなかったのですね。Ｎo.27の方に回答していただいたように、力のベクトルの問題だったのかもしれません。数多くの方に何度もご回答いただきありがとうございました。

    補足日時：2016/02/27 17:11

No.18 回答者： fxq11011 回答日時： 2016/02/24 10:11

>残念ながら何を述べているのか理解不能です

そうでしょうね。
別のところでこんな話ありました
日本語理解できる人が理系に進み、日本語理解できない人が文系を選びます、と。
日本語理解できない人が日本語で考え日本語で伝える理系では通用しません。
本当に残念ですね。

No.17 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/02/24 09:13

＞この物体の速度はもちろん計測する視点によって違うでしょうが、

>この物体が持つある速度（絶対速度）というものがあるからこそ、
>視点による違いの相対速度が計測できるように思うのですが。

かみ合わないですね。「絶対速度」というものは物理学の世界で
全く定義されておりませんので、質問者様のイメージがわからんと
答えようがないです。

基準や観測者を超越した速度をどう定義しますか？

思考実験レベルでも構いませんが、その測定方法を
考えることはできますか？

絶対速度と相対速度の「違い」はなんでしょうか？

昔は、宇宙はエーテルという物質で満ち満ちていると考えられていて、
エーテルに対する「相対速度」を「絶対速度」という名で
呼んでいた時代がありました。
これは非常に単純な考え方ですが、基準を持つ速度なので
質問者様の絶対速度とは相いれないものと思われます。

質問者様のイメージはどのようなものなのでしょう？

＃もう哲学ですね(^^;

No.16 回答者： cliomaxi 回答日時： 2016/02/24 02:50

>この物体の速度はもちろん計測する視点によって違うでしょうが、この物体が持つある速度（絶対速度）というものがあるからこそ、視点による違いの相対速度が計測できるように思うのですが。

どうしても絶対速度の呪縛から逃れられないようですね。
絶対速度が無ければ相対速度が測れない理由はどこにもありません。
ご自分で書かれた文章をもう一度読み返してみてください。
絶対速度に何の意味もないことが誰の目にも明らかです。

仮にあなたの言うところの絶対速度があったとすると、相対性理論自体が間違っていることになります。
世の中には相対性理論を間違っていると主張する人が少なくないですが、現状では実験結果などから無矛盾です。
我々の存在するこの空間の物理法則が相対性理論と矛盾しないのであれば絶対速度は無いのです。

あなたは理論的にでは無く感覚として理解しないようですからこれ以上何を言っても納得しないでしょう。
一神教徒に八百万の神が受け入れられないようなものです。

補足
光速度不変は質量のある物質が光の速さを超えることが出来ないということであって、空間の膨張収縮や情報の伝達などはこの限りではありません。
相対性理論でもそうなっています。

No.15 回答者： fxq11011 回答日時： 2016/02/23 17:54

点は位置を示すだけで幅も長さも無い、線は長さだけで幅（面積）はない。

点を無限に並べると線に、線を無限に並べると面に・・・、と習ったように・・・・。
そうです、無限ということ場を都合よく使っただけです。
無いものを出せと言われたらどうします、無いものは、出すどころか隠すことも、つぶすことも、何もできません、無いものはいくつ無限に、という以前に幾つ、とカウント不能です。
矛盾て言葉、なんでも突き通す矛とどんなものでも突き通せない盾を売っていたそうな、客がその矛でその盾をつけばどうなるか質問したそうです。
この質問に明快に答えが出せる人は、絶対という言葉を使っても構いません。
速度自体は、動き始めるとか、または減速停止こととは無関係です、加速、減速は外部から、または外部に対してエネルギーのやり取りが必要です
日本語の理解あできていません。

この回答へのお礼

残念ながら何を述べているのか理解不能です。

お礼日時：2016/02/23 18:38

No.14 回答者： fxq11011 回答日時： 2016/02/23 13:54

>物体そのものにしたら違った動作でしょう。

物体が違った動作？、これが間違った先入観、エレベータの中で速度感じますか？、動きはじめ、停止時は加速度を感じますが、途中は？、乗っているあなたも動いていますね、動くための何か動作していますか？。
真になにもない・・・、真とか絶対とか本当、真実なんて言葉よほど慎重に使うひつようがあります。
＞違った動作でしょう
敢えてそれを言うなら、動作ではなく、動きです、日本語の勉強も重要です。
宇宙は光の速度で膨張している？とすればその中の銀が系、地球も光の速度で動いているはず、絶対速度って？。
地球上では静止していても、自転、公転、で動き、さらに光の速度で動いていることになります。
光の速度を超える速度を持つ物がないとすれば、宇宙の中心はどうかと思いますが、そのほかはすべて光の速度で動いているはず、超えることが不可能という意味の絶対であれば光の速度が絶対です。
相対に対する絶対という意味では速度の概念そのものが不要になってしまいます。
閉鎖空間内での観察結果と、外部からの観察結果をごちゃまぜにしてしまっています、そしてそれが相対性理論の入り口です。
あなたの考える絶対はあり得ない、が相対性理論です。

この回答へのお礼

エレベータで加速度を感じるかどうかが何の証明になるというのでしょう。物体が動くためには何らかの作用が必要です。自己で起こす作用もあれば他からの影響で引き起こされる作用もあります。相対論で考えれば物体の純粋な静止状態というのはありえません。人間が静止していてもエレベータが動いている限り中の人間は移動しています。車は止まっていても地球が移動している限り動いているといえます。地球だってもし公転を止めたとしても、太陽が銀河系の中で移動しているいる限り何の動きもなくなるとは言えないでしょう。されどある視点でもって定めた静止の状態から移動という動作を物体が与えられたとき、与えられたエネルギーの大きさでその物体の動きは変化します。この物体の速度はもちろん計測する視点によって違うでしょうが、この物体が持つある速度（絶対速度）というものがあるからこそ、視点による違いの相対速度が計測できるように思うのですが。

お礼日時：2016/02/23 14:51

No.13 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/02/23 08:12

>ある物体が移動しているとき、その物体は

>ある移動速度を持っています。その速度は、
>計測するとするとどこかに基準点を定めないと数値化できません。
>外側外側と基準点を替えることによって計測値は変わってきます。
>ですから相対的だというのでしょう。

ニュートンカ学では合ってますね。だから「絶対」を決めても
特に意味がない。その基準が特別である理由がないからです。

>しかし光はどのように基準点を変えていっても
>速度は変化しませんよね。

これは違います。相対性理論でも基準を変えればそれに対する
相対的な光の速度は変わってしまいます。
例えば反対方向に進む2つの光の、片方の光に対する
もう片方の光の相対速度が光速の2倍であることは、
二ュートンカ学でも相対性理論でも変わりません。

光速度は「観測者」に対して一定 が正しいです。

この話は絶対速度が意味を持つかという話しとは別の次元の話ですね。

No.12 回答者： cliomaxi 回答日時： 2016/02/23 02:07

>その速度は、計測するとするとどこかに基準点を定めないと数値化できません。

外側外側と基準点を替えることによって計測値は変わってきます。
ですから相対的だというのでしょう。

違います。
基準点ではなく観測者です。
観測者は基準点ではありません。
そしてどこにも基準点はありません。
現在の人間が日常的に活動できる範囲内ならニュートン力学で速度合成やらあなたの言うところの絶対値云々もほぼほぼ説明できます。
しかし、我々が存在するこの宇宙の物理法則の多くは説明出来ません。
だから相対性理論が登場したのですが、あなたはどうしても抜け出せないようですね。

>しかし光はどのように基準点を変えていっても速度は変化しませんよね。

これも違います。
観測者であって基準点ではありません。
基準は光速度なのです。
考え方の方向を変えてみてください。
光の速度が変化しないと言うより、変化させないように時間やら質量やらが伸びたり縮んだり増えたり減ったりするのです。
前回の回答にも書きましたが、これが人間の感覚として非常に理解しにくい。
だからあなたも光の速度は変わらないとは言いつつもよく分かっていない。

この味を守り続けてうん十年って老舗のラーメンがあったとします。
ラーメンを作るには麺やスープが重要ですが、麺は打つ時の温度や湿度、水の量などで変化しますし、スープも材料やその他色々な条件で変化します。
さて、基準はラーメンなのですから、それに合致するように麺を打つ時に温度や湿度に合わせて水の量やこね具合を加減しますし、スープも同様に煮出すタイミングなどを変えます。
逆に麺を打つ時の水分量やこね具合やスープの条件を毎回全く同じにすれば、出来上がるラーメンは毎回違う味になります。
基準は飽くまで1杯のラーメンです。
同じ味のラーメンを作るためには麺やスープはその時々で割合を変化させなければなりません。
つまりラーメンを光速度、麺を質量、スープを時間と置き換えると、麺(質量)やスープ(時間)は変化しますが結果としてラーメン(光速度)は同じ味(不変)になります。

>つまり見かけの速度というものと絶対速度を混乱させてしまっているのでは？

他の方も書かれていますが、あなたが絶対速度とか基準点があるという前提が間違っていることを納得するしかないです。

No.11 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/02/22 18:00

>真空の宇宙を航行している人工衛星など

>の速度の計測は？

はやぶさは地上で宇宙船からの電波の周波数を観測する
「ドップラー計測」で地球との相対速度を計測したそうですが、
他にもいろいろと計測方法が有るようです。

>現在冥王星を観測中の人工衛星ニューホライズンは
>秒速14kmで航行中とのことです。

二ューホライズンは人工衛星ではなくて
惑星探査機 ですね。

No.10 回答者： uen_sap 回答日時： 2016/02/22 16:38

相対論を理解しようとしていますか？

「絶対速度がない」と言うところから出発していますので、それがある、とすると相対論は成立しません。
あくまで、何かを基準にしての速度です。
太陽系では、太陽を基準にしていると考えればあなたは満足できるでしょうが、実際は、自分を基準にして論じていることになります。
公転速度にしても光より相当遅いですから、相対論の影響は極微です。飛行機の速度が空気云々と言っていますが、飛行機の速度には、対地速度とも表現されることがあります。飛行機の揚力は対空気速度が大きな影響を与えますので、一般的には対空気速度、対地速度の場合は対地速度と付加して表現されます。
飛行機の速度にしても対光極微ですから、相対論の影響はほとんど現れません。
太陽系の運行は水星を除いて、ニュートン力学で問題解決できます。水星は太陽に近いため、太陽の質量の影響を受けていますので、相対論でないと軌道の説明はできません。
まずは、絶対速度がある、と言うのがニュートン、ないのが相対論、そこを認めないと、論議は不毛。
マイケルソンとモーリーの光速度に関する実験結果は絶対速度がないことの証明なのですが、勉強して下さい。

No.9 回答者： cliomaxi 回答日時： 2016/02/22 14:45

相対性理論は難しい数式もありますが、基準となるものが光速度不変で、時間も質量も相対的に変化してしまう事が人間の感覚として理解しにくいことが分からなくなる最大の原因です。

>絶対速度はあるのではないでしょうか？

無いです。
観測者によって違ってくるからです。