物体の速さが増すと質量は本当に増加するのか

特殊相対性理論に表れる式で、物体のエネルギーは次のように表されます。
E=mc^2 / (1-v^2/c^2)^0.5
この式から、速さが増すほど質量が増加すると考えられる、ということですよね？
ではそれは実験で確かめられているのでしょうか？

例えば帯電した粒子を加速器で加速させ、磁場（電場？）をかけて粒子の曲がり具合を調べれば、質量が増加したかどうかわかるのではと思います。

それとも本当は質量が増加するかどうかはわからないけど、質量が増加すると考えるとわかりやすい、ということなのでしょうか？

よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• 

  ちょっと疑問に思ったので追加します。
  容器に密閉した気体であれば、実際に重さが測定できるのではないでしょうか？
  温度を高くすれば、分子運動が盛んになり、相対論的効果を考えれば、質量が増加するはずです。
  ただ質量の増加と重さの増加が等価であるのか…それは当方にはわかりません。
  
  それからミクロの世界では質量欠損という事実が実際にありますよね？例のバラバラの方が重たいというやつです。この事実があっても、質量増加は考えないということなのでしょうか？

    補足日時：2017/01/11 20:54

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2017/01/12 16:40

https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9590557.html
とも絡むんだけど, 「容器に密閉した気体」の温度を上げた場合
・気体を含めた「容器全体」の質量は増加する
・個々の気体分子の質量は変化しない
と解釈するのが普通です.

あと, #3 で言っている「電子の質量が速度と共に増える」というのは, 実際に「同じだけの力を与えても速度が速いほど曲がり具合 = 加速度が小さい」ということなんだけど, これは厳密には「同じ力の大きさ (スカラー) であっても速度によって加速度の大きさ (スカラー) が変化する」ことしか確かめていないはずです. 少なくとも理論上は「同じ大きさの力を加えてもその方向によって生じる加速度の大きさは変化する」ため, ニュートンの運動方程式
F=ma
を＊ベクトルとして＊成り立たせようということには無理があります.

この回答へのお礼

ありがとうございます。
個々の気体分子の質量は変化しないのに容器全体の質量は増加するのですか…当方の頭ではちょっと…。容器の質量が増加したわけでもないのですよね？
　仰ることをかみ砕くと、容器全体の質量が増加するということは、全体の重さが増加することは間違いない、ということだと思います。その重さが増加したのは個々の分子の質量の増加したからではなく、分子の速さが増したからである…ということだろうと思います。
　「解釈するのが普通」ということは、逆をいえばそのように解釈しようとしまいと、あまり問題にはならない、ということになります。
　国語の問題は解釈がいかようにもとれたりしますが、物理においてもこのようなことがあろうとは…なんとも歯がゆい思いがします。

お礼日時：2017/01/13 00:49

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/01/11 20:32

ANO2と同意見。

運動量はmvより大きくなるけど質量が増えたとは
解釈しないのが現代流。
相対論では運動量はmu
質量は変化せず、変化を4元速度uの変化に含める。

この回答へのお礼

ありがとうございます。解釈がいろいろできるというのは、何とも不思議ですね。

お礼日時：2017/01/11 20:40

No.3 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/01/11 18:04

1901年にドイツの物理学者カウフマンが、電子の質量が速度と共に増える事を実験的に確かめています。

特殊相対性理論が1905年ですからそれよりも前ですね。

素粒子が速度の増大と共に質量が増加する現象は加速器で確かめられています。
電子は加速器で、2×10^5倍程度の質量にまで増大という文献を見たことがありますが、
最新のLHCでの値ではないので、今はもっと増加出来ると思いますね。

この回答へのお礼

投稿ありがとうございました。

お礼日時：2017/01/11 19:56

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2017/01/11 17:53

古典論とつじつまを合わせるために「速さが増すほど質量が増加する」といっちゃうこともあるんだけどね....

この質問文にある「帯電した粒子を加速器で加速させ、磁場（電場？）をかけて粒子の曲がり具合を調べれば」という状況だと, 実は「どの方向に力を加えるのか」が問題になります. つまり, 「進行方向と垂直な方向に力を加える」場合と「進行方向と平行な方向に力を加える」場合とで計算される「質量」が異なる値をとります.

あるいは, 「質量」は「力と加速度の関係」を与えるだけではなく「重力場から受ける力の大きさ」にも関与していて, じゃあこっちはどうかというとまた別の結果になったりする.

というわけで「速度に依存して質量が変化する」と思っちゃうと場面ごとに使う「質量」が違っちゃうので, むしろやめた方がシンプルだと思う.

この回答へのお礼

投稿ありがとうございます。質量がどう変化するかはさておき、磁場をかける実験において、質量が増加しないと仮定したとき、実験結果と合致する要因が他に見当たらないので、質量が増加する…という理解でもダメなのでしょうか。

お礼日時：2017/01/11 20:05

No.1 回答者： raraririruru 回答日時： 2017/01/11 17:25

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …

この回答へのお礼

投稿ありがとうございます。

お礼日時：2017/01/11 21:01