相対論（一般・特殊）が理解できません

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

返信する

＜慣性力は真の力＞　　客車の床の上に同じ物体が五つ並んでいます。第一の物体と右の壁また五つの物体は紐で結ばれています。右の方向へ客車の等加速運動が始まりました。床面の摩擦はゼロ、紐の質量もゼロとします。第一の紐の張力は 5ma、第五の紐の張力は 1ma（加速が倍ならば 10ma と 2ma）でしょう。これはいかなる観測者にも同じでしょう。慣性力は真の力でしょう。

返信する

＜慣性力は真の力＞　等加速度直線運動（理想的な）では F = ma の両辺は一定で経過します。加速度 a も一定で経過します。つまり作用反作用は等しくかつ物体は加速しています。等号は慣性力が真の力と保証しています。

　　追記 　F = ma はどれほどに現実で有効なのでしょう。確信が持てません。確実なのは慣性力はつねに ma であり真の力ということです。

返信する

＜等価原理＞　　スタート地点に立ち返って

重力と慣性力とは数式が異なります。数式は二力が不干渉であることを示しています。

空間の枠内で重力は多くの方向から到来しています。慣性力の方向と原理的に異なります。

慣性力の式は F = ma です。自由落下では働いている力は重力だけです（ある無限小の点で）。よって式は ma = mg とも書けます。二力が消えるのは見かけです。

返信する

＜自由落下＞　重力の速度は光速とされています。物体の運動の如何にかかわらず光速なのでしょうか。エレベーター内部の変化（自由落下開始の前後の）はどう説明されるでしょう。

返信する

＜慣性力は真の力＞ 水平に回転している円盤には遠心力が働いています。遠心力の我々のイメージは中心から外に向かう線上に働く力です。しかしながらおそらく円盤上（の各点）には円弧方向の両側から同じ二力（引きあう）が働いているでしょう。この力（遠心力に起因する）も慣性力であって真の力です（遠心力と同じく）。

返信する

＜慣性力は真の力＞　　回転運動では慣性力（遠心力）は内力によって容易に計測できるでしょう。無重力場では慣性力は内力によって確実に計測できるでしょう（地表面上でも。ただし問題は水平方向に限る）。慣性力は真の力です。

返信する

＜等価原理＞　重力源の反対方向からふたつの物体が自由落下しています。ふたつの物体は慣性系とは言えません。等価原理は成り立っていません。

返信する

＜慣性力は真の力＞ F = ma の式で F（力）には二通りの解釈（アウトプットとインプットの）ができるのではないでしょうか。アウトプットの力では式（ma = F）はつねに成り立ちます。インプットの力ではどうなのでしょう。

返信する

＜マイケルソン・モーレーの実験＞　空気中での光の伝播は音波と同じく空気の系に従うのでしょう。空気中でのマイケルソン・モーレーの実験の結果は当然の結果なのでしょう。０９年の１月２月に下記の本の記述に出会っての私の推測です。この推測を複数の掲示板に書き込みましたが反響らしい反響はないようです。もう一度書かせてください。

A.P.フレンチ著「特殊相対性理論」1991 で消光（extinction）という言葉を目にしました（第５章第２節）。厚さ 0.0001mmのガラスが入射光の「もとの光源の運動の記憶を消し去るのに十分」と。媒質中の光速が同じになる？また、空気（一気圧）であれば 0.1mmでと。Ｗ．パウリ著「相対性理論」1974には「媒質と一緒に運動している観測者からみれば、光は媒質中をすべての方向に対して、常に一定の速さ c/n で伝播すると考えるべきである」とあります（第１編§６）。

返信する

＜自由落下（もう一度)＞

自由落下とそれに類似した状況(希薄な空気中の落下など)をイメージしてください。統一的な説明が可能でしょうか。

放物線を描く落下も自由落下でしょう。いや、外を見てはいけないのでした。でもなぜ禁止なのか理由は説明されていないようです。

自由落下は基本原則によってのみ合理的な説明が可能でしょう。慣性力、重力それぞれは基本原則どおり働き完結しています。

返信する

＜自由落下＞　エレベーターのキャビンが自由落下しています。窓がない密室とも無限小の領域とも。どちらなのでしょう。いずれも要請の理由は説明されていないのでは。

返信する

＜慣性力＞　慣性力は見かけの力とされています。その理由についてあるウェブサイトは外力と慣性力とが等しいならば物体は加速できないからと。通説なのでしょうか。この説は数式 F = ma と相容れません。さて、ある物体に外力 F が作用しています。物体が加速しようとしまいと作用反作用は同じです。数式 F = ma は F = ma + X なのでしょう。（ma がゼロのときと X がゼロのときと）。

数式 F = ma で F が不変量（m も不変量でしょう)であるならば、a も不変量でしょう。エーテル系は存在するのでしょう。

返信する

＜等価原理＞　小生の 457 の投稿　“二本のガラス管が垂直に立っています。内部は一本は真空、一本は希薄な空気です。同じ物体が落下します。一本は自由落下、一本は終端速度です。重力の存在は明らかでしょう”　に下記を書き加えさせてください。

二者は同一の原理に従う地続きの現象でしょう。原理が異なるとは考えられません。

返信する

＜加速運動の相対性＞　加速度は加速度計で表示されます。すなわち加速運動は相対的ではあり得ないでしょう(回転運動ではさらに明白)。

＜等価原理＞　空気の有無（また空気の密度）と重力 g とは無関係です。自由落下でも重力は働いています。

＜運動の第二原理＞　働く外力がひとつという条件下ならば数式 F = ma はつねに成り立つのでしょう。自由落下でも。

返信する

＜慣性力は真の力＞　加速している物体には内力が生じているでしょう。回転運動、軌道運動、落下運動（自由落下を含む）でも。定量的な説明もできるでしょう。内力は真の力でしょう。

返信する

＜ご挨拶＞　素人の思いつき（見直し不十分の段階の）をながらく書き込ませて頂きましたがようようネタが切れたようです。ここまで続けられたのは開かれた掲示板という目標あって。掲示板の管理者のかたへ心からのお礼を。また ROM の方々へも。

返信する

＜等価原理＞　ある慣性系に対して加速している系は慣性系ではありません。自由落下中のエレベーターも。

返信する

＜絶対静止系＞　あるウェブサイトは等速系と加速系と。両者には絶対静止系の存在が前提でしょう。

返信する

＜エディントンの日蝕の観測＞　　月が星のまえを横切っています。重力の影響（星の位置に対しての）の観測にはこの状況は日食よりも適していると思われますが（定性的には）。しかし月に言及している書物はないようです。

返信する

＜エディントンの日蝕の観測 : 追記＞　月と太陽との質量の比率は1 : 27,000,000 ほどです。しかし星の位置と月の中心との隔たりは短いので重力はより強いでしょう(前記の比率よりは)。

返信する

＜エディントンの日蝕の観測 : 追記＞　
月の重力による重力レンズとしては（夜空で）。観測は可能？否？これまた言及している書物はないようです。

返信する

＜エディントンの日蝕の観測 : 追記＞　エディントンが観測したとされる光の曲がりの値は 1.75 秒角です。太陽と月の表面重力の比は 28.02 : 0.165 です。よって月で観測されるべき(同様の位置で) 光の曲がりは 0.0103秒角です。しかして恒星の年周視差は1/1,000秒角の精度で測定されています。相対論の主張する光の曲がりはどうなのでしょう。書物は触れていませんが。

返信する

＜光速について＞　真空中で二つの点光源（周波数は同じ）が輝いています。二次元の問題としましょう。一方は静止一方は等速直線運動をしています。二つの円形波はどのように重なるのでしょう。光速についてどのような推論が可能でしょう。

多分、球面波として以前書き込みをしてあるでしょう。その焼き直しです。

返信する

＜光速について＞　下記のような投稿を以前にしました。円形波は球面波の焼き直しでしたが。

真空中で相対運動をしている二つの点光源から放たれている球面波（球形）をイメージしてください。射出説のほかにどのような説明が可能なのでしょう。

返信する

＜光速について＞　二つの光の波が反対方向から到来しています。その相対速度は？意味のない問いでしょうか。そうであればその理由は？

返信する

＜光速について＞　一つの疑問が浮かびました。投稿をさせてください。

光行差（各種の）には秘められた禁断の値があるようです。地球に対する光速です。しかし測定されている値から容易に算出可能ではないでしょうか。

返信する

＜光速について＞　 平面上（二次元としましょう）で点光源が光っています。円形波とホイヘンスの多くの半円をイメージしください。光源は真空中で等速直線運動をしています。この図は射出説を支持するでしょう。相対論は半円をどう説明するのでしょう。

返信する

<光速について＞　宇宙空間で二つの光の平面波が異なる方向から到来しています。観測者が複雑な曲線運動をしています。相対論はどのような説明をするのでしょう。

返信する

＜時間の遅れについて＞　宇宙空間で光の平面波が右と真上とから到来しています。観測者のまえを宇宙船が右へ運動しています。時間の遅れ（説）に矛盾はないのでしょうか。

宇宙空間で光の平面波が右から到来しています。観測者のまえを一台の宇宙船が右へ一台の宇宙船が左へ同速で運動しています。時間の遅れ（説）に矛盾はないのでしょうか。

返信する

＜基本的に音波と同じ＞　　音波の波長は音源の周波数、音源の運動それと音速で定まります。観測者の運動では変動しません(不変量なのでしょう)。他方、周波数は観測者の運動で変動します。従って音速（観測者にとっての）も変動します。基本的に以上は光波でも同様でしょう。

返信する

＜光速について（波長は過去の存在）＞　鏡が星の光を反射しています。c = f λ の式（λ は一定）において入射光は鏡に到達して初めて具体的な数値を示します。このうちの f だけが鏡で直接計測される数値です。

さて鏡の視点で c 、f 、λ はセットの数値です。しかして λ は長さと切り離せない数値です。ゆえに入射の時点において λ は過去の存在です（現在は限りなくゼロに近いとしましょう）。鏡の運動で f は変動しますが λ は変動できません。

より説得性のある説明もできるのでしょうが。

返信する

＜光速について＞　　宇宙空間では光速（星の光の）は一定です。よって光の波長は不変です（ひとたび光源を出たのちは）。従って運動する観測者にとって c = f λ において到来する光では f と c が変動します。

返信する

私のウェブサイト（BASIC DOUBTS ON RELATIVITY : 英文) はいくつかのディレクトリー(サイト一覧）に取り上げて貰えています。下記はそのうちの一つです（そのディレクトリーでは相対論は２０サイト、反相対論は３５サイト）。日本語のディレクトリーにも取り上げて貰えています。
www.cbel.com/relativity_physics/

返信する

＜光速について＞　　光の伝播は基本的に等速です。さて、観測者が光の到来する方向への加速運動をしています。観測者にとっての光速一定はあり得ないでしょう。

返信する

＜光速について＞　　加速している観測者（光の波に対して）に触れている本は見た覚えがありません。

返信する

＜静止系の存在を推測する＞　　慣性力の生じているのは静止系に対して加速運動をしているためでしょう。慣性力の生じていないのは静止系に対して静止または等速直線運動をしているためでしょう。そして力学上の静止系と光の示すエーテル系（計測できる）とは同一の系でしょう。

無重力空間で二つの物体が慣性運動をしています。二者の隔たりは時間の関数でしょう（任意の慣性系から見て）。空間には唯一無二のフレームがあって二者はフレームに従っているのでしょう。三つ以上の物体では？上記はおそらく正しいのでしょう。

なお、光からの考察によるならば静止系の存在に疑いの余地はありません

返信する

＜静止のフレーム＞　イメージできるのは無数の慣性系か唯一の慣性系（静止系）か。答えは明らかでしょう。＜追記＞　星の光は唯一の静止系の存在を示しています。疑いもなく。

＜静止のフレーム＞　慣性力の有無は物体の運動状態(静止 : 慣性運動か加速運動か)に対応しています。これは唯一の静止系の存在を示しています。なぜならばすべての慣性系(絶対静止系以外の)は近似(かつ架空)でしかないからです。

＜静止のフレーム＞　一つの図があります。慣性系内の任意の二点は静止系のフレーム（網目）対して同じ等速直線運動（または静止）をしているのでしょう（それに対して静止系は干渉しません。運動量も変化しません）。あらゆる慣性系は絶対静止系を基盤としているのでしょう。

返信する

＜静止のフレーム＞　無数の慣性系があるとしましょう。しかしなぜそれらは回転させられないのでしょう。絶対静止系であれば答えは納得できます。それが実在であるので。

＜静止のフレーム＞　複数の物体が同じ等速直線運動をしています。それだけのことです。慣性系と名づけても実態は変わりません。

＜静止のフレーム＞　静止系について力学からの考察を試みました。決定的とできる手応えはなかったよう。他方、星の光は確かとできる手がかりでしょう。エーテル系（おそらく静止系でもある）は実在であり不動のエーテル系に対する観測者の運動はメートルレベルまで測定可能でしょう。定性的、定量的にエーテル系は測定可能でしょう。

＜静止のフレーム＞　加速系は無数にあります。その基盤として受け入れ容易なのは無数の慣性系ではなくて唯一無二の静止系でしょう。

返信する

＜静止のフレーム＞　空間は慣性には厳格、射出説（光源の回転などは別）には寛容のようです。エーテルの二つの顔？

＜静止のフレーム＞　慣性系の定義のキーワードは等速直線運動（不変のベクトルの運動）のようです。しかしキーワードは”絶対静止系に対する等速直線運動”であるべきでしょう。定性的であれ定義たり得るでしょう。

＜静止のフレーム＞ 等速直線運動、加速運動はなにに対する運動でしょう。慣性系は空間に局在し一時的でありベクトルはさまざまです。絶対静止系は遍在し均一であり不変です。

返信する

＜静止のフレーム＞ ある慣性系がほかの多くの慣性系に依存している？しかし相互依存は成り立つのでしょうか。静止系の仮定のほうが相互依存の仮定よりも自然でしょう。

返信する

＜静止のフレーム (エーテルとしての)＞　　エーテルはＭＭ実験によって見限られたとされているようです。しかしＭＭ実験(空気中で行われた)のすべてはナンセンスです。以下の引用文が示すとおり。
A.P.フレンチ著「特殊相対性理論」1991 には消光（extinction）という言葉（第５章第２節）。厚さ 0.0001mmのガラスが入射光の「もとの光源の運動の記憶を消し去るのに十分」と。消光は空気（一気圧）であれば 0.1mmでと。Ｗ．パウリ著「相対性理論」1974には「媒質と一緒に運動している観測者からみれば、光は媒質中をすべての方向に対して、常に一定の速さ c / n で伝播すると考えるべきである」と（第１編§６）。

それを別としてもエーテルの存在は光行差などなど疑いようがありません。

返信する

＜光行差の一種？＞　ある星から光線が放射状に放たれています。数秒の後、光線の放射はエーテル流によって曲げられるでしょう。この結果遠方の観測者には視差の一種が生じるでしょう。太陽系内の惑星では観測可能？先走った図で恐縮です。

返信する

<光子の動き＞　射出説（真空中で数秒の）において光源の運動のすべては直線運動と見なされるのでしょう。

返信する

＜静止のフレーム＞ 二つの物体が異なる等速直線運動をしています。どちらかを静止として空間の任意の物体の任意の運動を記述することは可能です。しかしそれは唯一無二の静止系の存在を拒むものではありません。
＜静止のフレーム＞ 計測で浮かび上がるエーテル系は遍在し不変、均一、唯一無二の場でしょう。エーテル系は慣性系でしょう。それを絶対静止系としても矛盾はないでしょう。いや、絶対静止の証拠がいずれ示されねば（すでに知られている？）。
＜静止のフレーム＞　運動の相対性は公転運動などの曲線運動において成り立ちません（光行差がひとつの証拠）。曲線運動の極限である直線運動（幾何学上ではなく現実の物体の運動）でも同様でしょう。
＜静止のフレーム＞　ニュートンのバケツは定量的にも成り立ちます。加速運動全般にも幾何学的な表現と慣性力とは定量的な関係があるでしょう。唯一の静止系が仮定されるべきでしょう。

返信する

＜静止のフレーム＞　等速直線運動（空間の系における）には空間は寛容、不干渉です。射出説が正しいとして光子についても同様でしょう。ただし数秒間（射出後）。
＜静止のフレーム＞　等速直線運動(慣性系)の定義は絶対静止系抜きでできるのでしょうか。慣性力（おそらく不変量）によるならば定義は可能でしょう（外力の働かない回転運動は除かれます）。そして慣性力は絶対静止系に基づくのでしょう。
＜静止のフレーム＞　空間のいずこであれ同じ加速運動からは同じ慣性力（おそらく不変量）が生まれるでしょう。このことは絶対静止系のメッシュ（均一、不変で果ての知れぬ）が不可欠と思わせます。慣性系で置き換えることは無理でしょう。
＜射出説とエーテル＞　垂直の筒があり最下部に光源が光っています。この筒が水平方向に異なる等速運動をします。光は常に筒から抜け出るでしょう。しかしながら運動が加速運動であればこの限りではないでしょう。同様にこの筒が回転する円盤の縁に固定されている（外向きに）図でもこの限りではないでしょう。
＜射出説とエーテル : 承前＞　　さきの三つの図における光子の動きは物体（等速）の動きと同じでしょう。物体と光子とのエーテル系における動きは基本的に同じなのでしょう。

返信する

＜光速について＞　宇宙空間で光の平面波（波長は一定）が真上から到来しています。観測者が水平方向へ異なる速度で運動をしています。式 c = f λ では光波の速度は示せます。しかし光子、光線の速度は示せないでしょう。

昨年５月に書かせて頂いた投稿の補足です。

返信する

走行している客車のなかの光線を示した次の図にはローレンツ短縮の式は無効でしょう。
1)　客車の後壁から光線（5度下に向けた）が前壁の鏡に放たれています。光路は二等辺三角形の斜辺です。
2） 上の図で光源は後壁から多少離れています。光路は二等辺三角形ではありません。
3） 後壁と前壁それぞれの光源から向かい合う壁に向けて光線が放たれています。光路は片道です。

返信する

＜ローレンツ短縮＞　　ローレンツ短縮は MM 実験の説明のために提唱されたとされています。MM 実験の前提はエーテルです。そう、エーテルは存在しています。慣性力が一つの証拠でしょう。しかしながら光は人間のスケールではエーテル系に従っていません。真空中で行われた光速の測定が一つの証拠です。ローレンツ短縮の前提は思い込み。

光の円形波を放っている光源に対して観測者が等速直線運動をしています。観測者にとっての光速不変が説明できるとは思われません。ローレンツ短縮のすべては見直されるべきでしょう。

返信する