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光速度不変の原理について。
光速度はどういう状態からみても常に一定である、というのがイメージできません。数式等だと理解ができる（正確にはできた。もう忘れてしまいました・・・。）のですが、イメージで考えると、どうしても理解不能です。誰か、分かりやすく、普通のイメージで説明してください。よろしくお願いします。
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- queschan
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＞私は、あなたの説明していることと、わたしの説明していることは ＞同じで表現の方法（観点）が違うだけだと言っているのです。 数式で理解している私にとっては 表現が違うだけだとはどうしても言えません。 ＞時間や空間が変化したと表現するより、 ＞運動が変化したと表現した方が説明しやすいし、 ＞イメージしやすい（－＞自然だ）と言っているのです。 確かに、ニュートン力学のようなガリレイ変換のような説明にすれば 日常生活での経験に近いわけですから説明しやすいかもしれません。 しかし、相対論は光速度不変の原理の上に成り立っています。 その部分の表現を変えて、光速度が観測者に合わせて変化し 時空は変化しないという説明は相対論に対する誤解を与えることになると思います。 ＞そのように、理解しても観測される光の速度は一定なので矛盾しないはずです。 確かにそれぞれの人の動きに合わせて光の速度が変化するなら 誰が見ても速度は一定に見えるでしょう。 しかし、相対論とは異なる変換をおこなっています。 結果は同じように見えて内容は違います。 この古い質問の中で私達２人が議論するのもなんですから、 taro813 さんが物理学カテゴリで新たに質問をしてみてはいかがでしょう。 もっと多くの人の意見が聞けると思います。
- taro813
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queschanさん。 私は、あなたの説明していることと、わたしの説明していることは 同じで表現の方法（観点）が違うだけだと言っているのです。 時間や空間が変化したと表現するより、運動が変化したと表現した 方が説明しやすいし、イメージしやすい（－＞自然だ）と言っている のです。 そのように、理解しても観測される光の速度は一定なので矛盾しない はずです。 時間と空間が変化してしまった時空に存在する光は時間と空間が変化 する前の時空に存在する光と同じ運動をしているとは言えないと言っ ているのです。
- queschan
- ベストアンサー率20% (3/15)
＞ある物体の速度が変化したことを、 ＞その物体が静止していて時間や空間が ＞変化したと言い換えることもできると思います。 数式なしに説明するのが難しいですが、 質量を持つ物質の場合はその物体と同じ速度で動けば その物体が静止しているように見える形に移ることは可能です。 しかし、光子のように質量のない粒子の場合 もし同じ速度で動いたとしても止まっているようには見えません。 光と同じ速度で動いてもまだ光は光速で走っているように見えるのです。 ＞どちらも同じ現象を別の観点で表現しているだけではないでしょうか。 相対論を認めるなら質量０の粒子が静止しているところを見るのは不可能です。 したがって、光の場合は別の観点で表現できません。 ＞光の速度が観測する人の速度に追随して ＞変化しているからと考えた方が自然ではないでしょうか。 自然と感じるかどうかについては否定できませんが、 この考え方だと相対論とは矛盾しています。 このような普通の速度の足し算は古典力学のガリレイ変換的な考え方になります。 これに対し相対論ではローレンツ変換という変換が出てきます。 アインシュタインは光速度は変化しないほうが自然と考えて それを原理に相対論を作りました。
- taro813
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queschanさん。 ある物体の速度が変化したことを、その物体が静止していて時間や空間 が変化したと言い換えることもできると思います。 同様に光の速度が変化したと考える変わりに時間と空間が変化したと考 えることもできます。どちらも同じ現象を別の観点で表現しているだけ ではないでしょうか。 どのような速度で動いている人からも光が同じ速度で観測されるのは、 光の速度が観測する人の速度に追随して変化しているからと考えた方が 自然ではないでしょうか。
- queschan
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taro813 さん。 光速度は変化しないのです。 日常の感覚ではおかしく感じるかもしれませんが、 一つの光をどのような速度で動いてる人が見ても同じ速度に見える ということから、それぞれの人の時間などが異なることになります。
- taro813
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光の速度は観測している人と同じ速度分だけ変化するので観測している人 にとっては常に一定になる。観測している人の速度がある方向に増加すれ ばその方向に対する光の速度は同じ分だけ増加し逆方向の光の速度はその 分だけ遅くなる。つまり自分が見ている光の速度と自分と違う速度で運動 している人が見ている光の速度は違う。しかしそれぞれの人にとっての光 の速度は常に一定になる。だから、速度の違う人が見ている光は違うもの ではないか？（しかし、光の速度は完全に一定ではなく僅かな差は発生す るはずだと私は思う）
平行して同じ方向に等速で走っている２台の電車を考えましょう。 Ａ電車は時速８０ｋｍ、Ｂ電車は時速１００ｋｍです。 Ａ電車から見て、Ｂ電車は時速２０ｋｍです。（これはわかりますよね）逆にＢ電車からみたＡ電車の速度は－２０ ｋｍで、つまり追い越しているわけです。 光の速度の場合はＢ電車から発した光を、Ａ電車からみた場合、光速ー（Ｂ速度ーＡ速度）とはならない。あくまでも光速です。逆にＢ電車から発した光をＡ電車がみても光速に変化なし。アインシュタインはこれから色々なことを考えましたね、世の中、光があり、地球上の生物はその光のおかげで生きています。光速は秒速３０万ｋｍの世界です。Ａ電車が秒速２０万ｋｍで走り、Ｂ電車が２４万ｋｍで走っていたらどうなるでしょう。人間は光で相手を見分けますよね。
- guiter
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＞私はずっと測定結果だと思っていたのですが。 確かに昔は測定結果でしたが、 多くの物理学者が相対論を正しいと考えるようになり、光速度も定義となりました。 詳しい経緯を知っているわけではありませんが、 1983年から定義として用いられています。 定義としての値は距離１ｍが今までと大きく変わらないような 値に決めたというだけです。
- keipapa
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完全な素人ですので大きな勘違いがあったら許してください 昔、ＮＨＫスペシャルで「アインシュタインロマン」という番組が在って、その中で確かアインシュタインは「光の速度は不変だ」と思いこんだところからスタートした、みたいな表現があったような気がします そこから考えて今まで在ったいろんな現象を説明し、また当時は確認されていなかった現象を予測して行ったと エレベーターの中で光を出した時の状況を中と外から観察したと仮定して説明していました 光の速度は一定だから、逆にものが縮んだり、時間が遅くなったりとすることも説明していました ですから観察者から見れば観察者の置かれている立場（光速ロケットに乗って街中を飛んでいようが、何もない宇宙空間で止まっていようが）がどうであれ、光は一定に進んでいる様に見えるんじゃないでしょうか？ hiropiroさんの撃った光線銃の弾（？）は同じように飛んでいくのが見えると思います NHKスペシャル アインシュタインロマン 全6巻セット 税抜セット価格 33,786円 セット商品番号 00131CS 近所の図書館にでも在ったら借りて見られたら如何でしょうか
- rei00
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既に回答は出そろった感がありますが，関連するペ－ジを見付けましたのでご紹介しておきます。なお，私は化学屋ですので内容の正否はわかりません。 ・高校生のためのアインシュタインの特殊相対性理論 http://homepage1.nifty.com/tac-lab/ ・「科学の回廊」の「光速度不変性の原理の地位」のペ－ジ http://www3.justnet.ne.jp/~yoshida-phil-sci/kairo09.htm ・逆説の相対性理論 http://member.nifty.ne.jp/GYAKUSOU/ これらのペ－ジによると，『光速度不変の原理』は光が波である事とマックスエルの電磁波の理論から，アインシュタインが仮定した原理だそうです。
