相対性理論について

質問

この間相対性理論について載っている雑誌を読みました。

そこに「光は観測する場所の速さや、光源の運動の速さに関係なく、

常に秒速30万キロメートルで一定」と書いてあるのですが、

光の速さで走っている人から見ても、光は秒速30万キロメートルだし、

止まっている人から見ても、光は秒速30万キロメートルということですよね？

僕は中学生なのでよく理解できません。

誰か教えて下さい。

回答No.1

keigo0165 · ベストアンサー

相対性理論は中学生には少し難しいかな？
相対性理論はアインシュタインがとなえた理論で簡単にいうと
仮に秒速30万kmではしることができる車があればその車を見ているひとには秒速30万kmで走っているように感じるが、その車に乗っているひとは秒速30万kmで走っているようには感じないということです。
まぁ身近なものでいうと電車に乗っていてもあまり早く感じなけど実際に走っている電車をみるとものすごく速く感じますねそんなとこです。

またこのことが本当にあり得るのかということを実験して調べたグループがいるそうで、飛行機（このあたりはうろ覚えなので電車だったかもしれません）の中に高性能な時計をのせ、外の観測所にも同じ時計を置き。本当に電車に乗っている人が遅く感じ、外で見ている人が電車を速く感じているかということを実験した結果、外の観測所の時計よりも電車のなかに乗せていた時計がわずかながら遅れたらしくこのことから相対性理論は正しいおと証明されたそうです。

わかりにくかったかもしれませんが以上です。
ちなみに自分も中学生のときに相対性理論についてしらべました。
いまはもう専門学校生ですがあのときの衝撃は忘れられません。

補足

すぐに回答してもらい有難うございます。

父がたまにそういう雑誌を買ってきて、少し読んでみるのですが、

「何故こうなるの？」という疑問がたくさん湧いてきます。

父に聞いても分からないので、聞いて良かったです。

確かに電車に乗っていてもあまり早く感じないのに

外から見ていると早く見えます。

相対性理論については、まだたくさん分からないことがあるので

また教えて下さい。

回答No.5

boson

下記のビデオをお勧めします。

メカニカルユニバース28
特殊相対性理論
http://pub.maruzen.co.jp/videosoft/shop/1150332.html

ローレンツ変換を時間軸と空間軸の一次変換の
アニメーションで解説していて大変教育的です。

中学生ですとまだ一次変換を習っていないと思いますが
このビデオはアニメーションで軸を斜交させますので、
数式を使わずとも時間軸と空間軸がどのような変換を
受けるのかが理解可能です。

買うと結構高いので
図書館のビデオ資料室で見るのが良いと思います。
（ただし、大学図書館には結構所蔵されているのですが、
　公立図書館ですと所蔵している図書館は少ないです...）

公立図書館では
例えば東京でしたら

府中市立図書館（中央図書館）
http://library.city.fuchu.tokyo.jp/

に所蔵されています。

回答No.4

nanashisan_

＞僕は中学生なのでよく理解できません。
大学生でも理解できない人が少なくないので安心してください。

＞小学校のころ、「速さ×時間＝距離」という公式を習いました。
＞それは「光以外」の公式なのでしょうか？
「速さ×時間＝距離」は速さの定義なので光を含む全てにあてはまります。
問題は速さが足し算できる数ではないというところです。

＞確かに電車に乗っていてもあまり早く感じないのに
電車に乗っていて速く感じないのは相対論と関係ありません。

回答No.3

tono-todo

そういう前提で成立する、理論ですから何故同じとの質問には答えられません。
違う測定結果が出るはずだ、とのすべての実験結果が同じ、となったのでそれを正しいと信じましょう・・ということです。

難しくは、そうなるような座標変換をロレンツ変換といいます。

補足

回答有難うございます。

「ロレンツ変換」という言葉は始めて聞きました。

それについても調べなきゃ・・・。

回答No.2

firefoxjpn

そうなんです。
時速１００キロの電車から前方に時速５０キロでボールを投げたら、時速１５０キロのボールが飛んでいくはずです。
でも相対性理論を使って計算すると、１５０キロにほんのわずかですがとどかない速さになります。相対性理論を学ぶ人は、だれもがそこで疑問に感じます。でもそれが大事です。
速さだけでなく、重さ（質量）も重くなりますし、なんといっても時間も遅くなってしまいます。これはすでにいろんな実験で確認されており、空想ではありません。
ブルーバックスに良い本がたくさんあるので、参考にしてください。

参考URL：

http://shop.kodansha.jp/bc/books/bluebacks/

補足

回答していただき、有難うございます。

小学校のころ、「速さ×時間＝距離」という公式を習いました。

それは「光以外」の公式なのでしょうか？

今度ブルーバックスを見てみます。