特殊相対性理論

質問

特殊相対性理論の、時間が遅れる、ということについて疑問を持ったので質問させていただきます。

あるＨＰでその説明を読んでいたところ、「ある移動している乗り物（速度ｖ）に乗って、天井と床に鏡を置いて光を反射させる。乗り物に乗っている人と外にいる人では天井と床を光が往復する時間が変わる」ということについて説明があったのですが。
乗っている人にとって天井から床へ進む光の速度（ｃ）は一定とはいっても、真下に進むのはベクトルの合成からｃ－ｖで、斜めに進む光の速度がｃで一定なのではないかと思うのです。

実際下方向のベクトルは光の実際の速度ではないのですし、そこの速度をｃだと考えるのはどうにも納得がいかないのです。

どうも混乱していて他の事に手がつかないので・・・ご教授お願いします

回答No.7

moby_dick

取り急ぎ、

双子のパラドックスは問題。

Ｕターンの時の屁理屈を封じ込めた方がよい。

つまり、天井に光源があり、天井－床距離を３０万キロとし、床に１秒で届くとする。

光をトラックとし、天井から床に一本道路を考える。

電車に乗っていない人から見ても、トラックの向きは常に下向き。

３０万キロの道を、床に１秒で進み届くことに変わりはない。

回答No.6

noname#74145

反射している光と観測者が同じ宇宙船内にいるのだから相対速度はゼロでこれは静止系となんら変わりません。
つまりこの条件ですと秒速29万キロで走っていようが完全に静止していようがその区別はつかないと言えます。当然光の速度はＣのままですね。

＞真下に進むのはベクトルの合成からｃ－ｖで・・・

相対速度がゼロですからそうはなりません。
また真空中の光の速度はいかなる観測者から見てもＣ（一定）です。

お礼

皆さん回答ありがとうございます。
失礼ながらまとめてお礼をさせていただきます。

回答No.5

debukuro

相対性理論　アインシュタイン　岩波文庫
この中でアインシュタインは系が違っても光の速さは変わらないと書いています
電車の中でボールをｖの速さで前方に投げると投げた人から見るとボールはｖの速さで前方に飛びます
地上の人が見るとｖに電車の速さが加わった速さに見えます
これが光だと電車の中も地上も同じ速さに見えるというのです
理解しにくいですがそうらしいです
そうすると地上から見ると光の経路が長くなって見えるがこれは電車の中の時間の進み方が遅くなったからそう見えるのだそうです
逆に電車から地上を見ると地上の時間経過が遅くなって見えるらしいです

回答No.4

tetsumyi

「どうにも納得がいかない」と言うのも当然だと思います。
特殊相対性理論ではある意味で光の速度が時間の進み方を決めている（空間の性質として）と言う考え方を取り入れたものです。
ですから、互いに移動している乗り物では時間の進み方が違うことになります。

回答No.3

my3027

普通そう考えますよね。車外の人から見たら、光の速度は下向きcと進行方向vのベクトルの合成でcより大きくなると。

これは観測する系が違う事から起こっています。合成ベクトルc+v(c-vじゃないと思いますが・・・）のvは、乗り物の系を止まっている人の系から観測することで認識されています。では話を変えて、一直線に進む光を速度Vで追いかけたら、光の速度はベクトル合成でc-Vでしょうか？V=cの場合光は止まるのでしょうか？

停止した光(電磁波)は存在しません。結論としてアインシュタインが仮定したのが、光の速度はどの系からみても一定であるという「光速度普遍の法則」です。

不思議ですが、この仮定から一般相対性理論は作られたそうです。

回答No.2

bananasand

直行じゃなくて直交でした

回答No.1

bananasand

光は、電界と磁界が直行して空間を伝搬する電磁波ですから誰から見ても速度は一定
だから、移動している時計は、静止している時計よりゆっくり時を刻みます。
真下がｃ－ｖで、斜めがｃなら、ニュートンの絶対時間の世界ですね。