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相対論(一般・特殊)が理解できません


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001 2012/11/05(月) 09:22:11 ID:.oYFEwzlsg
アインシュタインの相対論(一般・特殊)を初歩から解説する本を何冊も読んでみたものの
どうしても初歩のあたりで想像力がフリーズしてしまいます。
光速が一定であること。それに端を発する空間や次元の捉え方あたりがもう解りません。
科学好きの友だちが言うには「なんかわからんけど解るときはパっと解るもんだ」だそうで
彼は何かの絵本でパっと解ったんだそうです。
Youtubeの解説動画、もしくは本やDVDでおすすめはありませんか?
教育関係の方がいたらと期待しています。

https://www.youtube.com/watch?v=Z99xyePCO1c

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002 2012/11/05(月) 20:14:03 ID:xoLU90Wloo
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003 2012/11/05(月) 20:43:55 ID:xaq8H77Bfg
>>1
大学行け

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004 2012/11/06(火) 00:33:12 ID:v2i1ErCF0Y
http://b.high.hokudai.ac.jp/‾konno/soutairon/

相対性理論の定理と結果以外の骨格を理解するためには、ローレンツ変換を理解しなければならない。

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005 2012/11/06(火) 01:09:36 ID:M3kXHi/RKg
道路を走っている時隣りを走っていく車がゆっくりに見えることがあるけど
例えば、自分がトヨタに乗って時速60キロで走っているところを
フェラーリが時速80キロで追い抜いていった時
自分からはフェラーリが時速(80−60で)20キロの
ゆっくりとしたスピードで離されていくように見えるはずだ。

では今度は自分が超高速マシンに乗って秒速15万キロで走っているところを
光が秒速30万キロで追い抜いていった時
自分からは光がどのくらいのスピードに見えるのか?
上記の例によれば30−15で
秒速15万キロの速さで離れていくように見えるはずだ、
しかし「光の速度は常に一定」である
だからやはり光は自分から秒速30万キロで離れていく様に見えるのだ

ここで矛盾が出てくる
速さが変わるはずなのに変わっていない
速さは距離÷時間の式で求められるが距離に変化は無い
ということは超高速で動いている自分の「時間の進み方」に変化が生じたということだ
つまり自分の時間が2/1の進み方になれば相手の速さは2倍に感じる
30−15=15からの15×2=30になっていたのだとかなんとか

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006 2012/11/09(金) 02:32:23 ID:T7aO5vq/Lk
>光速が一定であること。それに端を発する空間や次元の捉え方あたりがもう解りません。

光速が一定というのは、相対論のスタート時点での大前提。
ここから相対論が始まるという、入り口の手前の足拭きマットみたいなもの。

ところが「空間や次元の捉え方」ってのはずっと先の話。
ダンジョンの奥の奥、ラスボスの手前あたりの話だから、それはあとの楽しみにとっといて
最初から順序を追って理解していくと良いと思います。

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007 2012/11/09(金) 03:14:56 ID:T7aO5vq/Lk
相対論の中身に入る前に、前提の話だけしとくね。

マクスウェルが電気と磁気を同じ方程式で記述し、この2つは「電磁気力」として統一された。
このマクスウェルの方程式は、電場と磁場の時間的な変化を説明するものだったのだが、
ここから「電磁波」の存在を予言する解が導かれる。
この予言はヘルツによって検証され、光も電波も電磁波の一種であることがわかった。

ここからがポイント。
マクスウェルの方程式によると、電磁波(=光)の速度は常に秒速30万キロで一定になる。
これは当時の物理学者には信じられない事だった。
というのもニュートン物理学では、速度は「速度の合成則」に従って足したり引いたりできるものだったから、
「常に」30万キロで一定ということは有り得ないはずだった。

矛盾するニュートンとマクスウェルのどちらが正しいのか。
アインシュタインは、光速は一定であるという前提でニュートン物理学を再構築し、
この二つを矛盾なく統一させたというわけ。これが相対性理論です。

ちなみに、ニュートンとマクスウェルのどちらが正しいかを実験的に確認しようとしたのが
「マイケルソン=モーリーの実験」です。
南北方向に飛ばした光と東西方向に飛ばした光の速度が変わるかどうか
(東西方向の光には地球の自転の速度が合成されるかどうか)を測定した。
その結果、光速は方角によらず一定であることが確認されたが、アインシュタインはこの実験結果を
知っていたかどうかは諸説あって不明です。

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008 2012/11/09(金) 05:59:03 ID:hfmSEWeRV2
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009 2012/11/13(火) 00:39:41 ID:Y/MQId6ShY
エックッセッレッンットッ 006 ミスター ジョニお ガーーイ
ーー
しかしますます予想どおりだ。断じて予想だが。
ーー
「全ての物資が存在する」ということが、「重力場が存在する」ということなのだ。
ーー
この「重力場」こそ、われわれにとっての「可知覚空間」であり。
われわれはそれを「宇宙空間」と呼んでいる。
ーー
そうだ、光(や電磁波)の伝播媒体とは、「 重力の場 」の海だ。
ーー
光は重力場の海に発した球形波紋、
そしてわれわれは、その球の波を突っ切る 船。
だから光ドップラーが観測される。
ーー
そして全物質は個々に存在するが、しかし重力場は完全な統一空間。一つの空間だ。
だから光速に、速度合成は、されない。

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010 2012/11/13(火) 00:44:08 ID:Y/MQId6ShY
そうだ、、重力は「ひも」だ。、、、力ではあるが、速度では無い。

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011 2012/11/13(火) 00:47:43 ID:Y/MQId6ShY
それだから、ひもの絞込みが、平行光線。

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012 2012/11/13(火) 01:49:55 ID:21oW.DYq3U
光の速度と重力の伝播する速度が同じって事は・・つまり
光の速度が一番早く一定と考えるより、この宇宙空間における最高制限速度が
30万km/毎秒で、たまたま韋駄天自慢の光がその速度に従っているだけなのでは・・・
要するに光速度不変と言うより本当は宇宙制限速度が30万km/毎秒であって
宇宙の端に居ようが、中心当たりに居ようが、どの場所に居ても全宇宙の全物質の重力の
影響を受けており、それが30万km/毎秒を超える事を許さない・・・?
そう考えるとロケットが光速に近づくと質量がどんどん増えていき無限大になってしまうと言う事の納得できる。

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013 2012/11/15(木) 16:01:46 ID:tvc9RtuAQM
音ドップラーとは、線路の近くに居ると、
やって来る列車の汽笛は甲高く、遠ざかる列車の汽笛が低くになるあれだ。
音の前の一波より次の一波の発する位置が近い、だから波が耳に届く時間は短縮されている。
まるで耳には、単位時間当たりの振動数が多く聞こえる。わけだ。
さてこれを列車の中で聞く、すると音程は一定だ。
列車が音波伝播媒体である空気を切り取って運んでいるからだ。
ーー
光ドップラーも同様に。線路の近くに居ると、
やって来る列車の光源はより青くなり、遠ざかる列車の光源は赤く見える。
前の一波より次の一波の発する位置が近くなり、届く時間は短縮され、より高周波に見える。
おおむね色彩スペクトル高周波側が青、低周波側が赤だ。

ここからだ、思わぬ現象に出くわすのは。乗車して 列車の真ん中にある光源を見る場合だ。

まず、光源より前方から光源を見る、すると光はよりゆっくりとやって来るのだ。
この色彩スペクトルは低周波側の赤だ。
次に、光源より後ろから光源を見る、すると光はよりすばやく来るのだ。
この色彩スペクトルは高周波側の青だ。
列車は光伝播媒体を切り取れないのだ。

光伝播媒体にとって、列車など無いに等しい、。だが光は列車に遮断され吸収されるのだ。

ーーー
速度合成がされ無いのだ。列車内部の光源の光なのに、列車の速度が加算されない。のだ。

いったい こういう光伝播媒体は 何 なのだろう、。なぞが深まり、好奇心がわく。

ここまでは光速以下の世界だ。

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014 2012/11/15(木) 22:28:11 ID:qGwPFunOhk
>>1

これとかどう?わりと対話しながらだからざっとみて解り易かった
http://g2.gakinko.net/bbs/kagaku63/index.cgi?mode=re...

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