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自転は何に対する相対運動？
- 相対性理論によれば、全ての運動は相対的です。自転も例外ではありません。
- 自分自身の座標に対して自分の速度は０となり計れません。しかし、宇宙空間で宇宙服を着て腕を振ると、腕に遠心力が伴って自転します。
- 周りには何もないため、自転の開始時刻を確認することはできませんが、遠心力によって腕が引っ張られることから、何かに対して相対的に回転していると考えられます。
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自転する観測者は、自分自身が自転していると考えて座標系を設定してもいいですし、一般相対性原理を用いるならば、自分は静止していると考えて座標系を設定してもいいです。後者の場合、観測者はそのような重力場の中に自分は存在しているとして外界を記述することになります。腕にお対する引っ張りも遠心力ではなく、そういう重力場だということになります。
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- shiara
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回転運動は、慣性系に対する運動です。慣性系から回転系に座標変換を行うと、慣性系とは違った計量テンソルが得られます。この計量テンソルから遠心力が求められます。
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ご回答ありがとうございます。 今時点で 御三方からご回答頂きましたが それぞれ論点が異なる様なので質問を要 約致します。 自分だけが宇宙空間にポツンといて腕を振 って自転を開始し遠心力を得ます。 この自分の回転運動（加速度系）は「何に対 して」相対運動しているか？ということです。 相対相手が無いので回転していると見なせな いなら、腕を左右に引っ張られる力（実は円心 力による）は朝夕力のように感じるはずでどう 説明するか？ ということなのです。
- pasocom
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＞周りには何もないので、自分が自転しはじめたか？を確認は出来ません・・・。 そんなことはありません。宇宙空間では太陽が輝いており、ほかの惑星や恒星（星座）が輝いています。 宇宙空間で自転すれば、それらが自分の周りを回転しているように感じるでしょうから、自分が自転していることは容易に察知出来るはずです。 この場合の「自転」は当然「宇宙全体」に対する相対運動です。（宇宙空間に対して、ではありません。宇宙のすべての物体に対して、です。ですので相対性理論に反してはいません。） また「自転」であれ、「公転（何かの周りを周回する）」でも宇宙に対して回転するのですから遠心力が発生します。 （地球の自転によっても遠心力が発生しています。おわかりかと思いますが、その力は赤道上でもっとも大きく、極部分で最小です。）
お礼
ご回答ありがとうございます。 今時点で 御三方からご回答頂きましたが それぞれ論点が異なる様なので質問を要 約致します。 自分だけが宇宙空間にポツンといて腕を振 って自転を開始し遠心力を得ます。 この自分の回転運動（加速度系）は「何に対 して」相対運動しているか？ということです。 相対相手が無いので回転していると見なせな いなら、腕を左右に引っ張られる力（実は円心 力による）は朝夕力のように感じるはずでどう 説明するか？ ということなのです。 宇宙空間には認識体としての自分以外に他の 物が無いという仮定です。 実際には他の天体 があることは承知していますが、仮に．．という ことです。「この宇宙服は外が見えない」としても よいでしょう。
- rabbit_cat
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少なくとも特殊相対論の世界では、 慣性系（等速直線運動）と、加速度運動している系は根本的に違います。 自転している系は、慣性系ではないです。
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ご回答ありがとうございます。 今時点で 御三方からご回答頂きましたが それぞれ論点が異なる様なので質問を要 約致します。 自分だけが宇宙空間にポツンといて腕を振 って自転を開始し遠心力を得ます。 この自分の回転運動（加速度系）は「何に対 して」相対運動しているか？ということです。 相対相手が無いので回転していると見なせな いなら、腕を左右に引っ張られる力（実は円心 力による）は朝夕力のように感じるはずでどう 説明するか？ ということなんです。
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ご回答有り難うございました。 >後者の場合、観測者はそのような重力場の中 >に自分は存在しているとして外界を記述するこ >とになります。 なるほど納得です。 この場合相対性原理からは自分が自転してい るとも静止してるとも、どちらでも仮定可能とい うことなんですね。 自転と仮定すれば遠心力と考えられるし、静止 と仮定すれば「重力場」と見えるわけですね。 この場合の重力場は朝夕力とは等価ではない のかもしれませんが、腕を左右に引っ張られる 「重力場」という観測結果になるというのも面白 いですね。 実に納得です。 有り難うございました。