放送大学等で自然科学コミュの雑談しましょう

相対論を生み出した背景：

うん十年ぶりに相対論を受講してるので、相対論の背景を振り返ってみました。

相対論の歴史を見ると、「ある現象を別の観測者が見たらどうなるか」という問題意識が相対論を生み出すもととなったことがわかる。

「ある現象を横浜で観測しても東京で観測しても、同じ物理法則が成り立つ」とはガリレイ以前からの常識で、素朴相対性理論と言える。

次に、一方は地上に静止した観測者、他方は新幹線に乗った観測者。　この場合でも両者で同じ物理法則が成り立つ、というのが　ガリレイの相対性理論の主張。その主張によると、「新幹線に乗った時でも、ボールを真上に投げ上げればもとの場所に落ちてくる」。このことは現代人にとっては常識。ガリレイの相対性理論は常識になっている。

ところが地動説が世に出たころ、このことは常識ではなかった。天動説信奉者が「真上に投げ上げたボールがもとの場所に落ちてくるのは、地球が止まっているからだ。」と主張した。ガリレイは地動説を擁護するため相対性理論を創始した。

ガリレイの相対性理論によると、1000km/時で飛ぶ飛行機を200km/時で同じ方向に走る新幹線から見たら、800km/時になる。つまり、速度の加算,減算が成り立つ。これも今では常識。

しかしここで困った問題が生じてきた。電磁気学によると光の速度ｃ（≒30万km/秒）は真空の性質により定まっている。運動する観測者Ｓ’ にとって真空の性質が変わるならまだしも、そうでない限りＳ’ から見ても光の速度はｃであるように思われた。

アインシュタイン少年は「光を光の速さで追いかけたら、光の振動は止まって見えるのか」という疑問を持った。「そんなはずはない」とは凡人でも思える。
初めてこういう疑問を持ったということと、それを10年後には解決した、という点がアインシュタインの天才たる由縁。

「静止した観測者Ｓと運動する観測者Ｓ’ では時間の経ち方が違う」というのが、アインシュタインの示した解決策だった。これにより「座標系に依らず（電磁気も含めて）物理法則は同じ」ということが再び回復された。

その代わり、万人に共通の（ユニバーサルな）時間はなくなった。あるのはただ、「あなたの時間」,「私の時間」,「彼の時間」だけになった。また、速度の加算,減算は成り立たなくなった。　他にも、Ｅ＝ｍｃ2　（つまりエネルギと質量は等価で、その換算率が左式）など、重要な結果が導かれた。

コメント(9)

最初
全て
最新の40件

[3] mixiユーザー 02月07日 23:15

こんにちは、放送大学コミュにも書きましたが、文京学習センターで「物理の勉強会」という企画がはじまることになりました。物理に関して何かテキストを読んだり、学習相談のようなことをやる予定です。興味のある方がいらっしゃいましたら、是非ご参加下さい。
★第一回：2012年2月26日(日)10：00～12：00
　　会場：放送大学東京文京学習センター 3階「講義室1４」
★第二回：2012年３月　４日(日)10：00～12：00
　　＊午後「科学サロン」開催！
　　会場：放送大学東京文京学習センター 3階「講義室12」

[4] mixiユーザー 04月27日 23:06

今期は環境工学のオンライン授業で勉強しています。
新しい視点というか視座が得られて、とってよかったと思っています。

[5] mixiユーザー 01月30日 21:04

放送大学で理系よりの卒業研究するとしたら、
自然と環境コースで、理論系、計算機系、仕事関連系、自腹系、文献調査系の他に
情報コースで理論系、計算機系、画像解析系
生活科学、健康科学のコースで、運動系、栄養系、疫学統計、保健統計
社会科学のコースで疫学統計、環境統計くらいでしょうか？

他に理系の視点の研究分野があったら教えてください。

[6] mixiユーザー 11月03日 15:11

はじめまして、私は学位の取得の関係で自然科学の科目を取って学位を取ろうと思っています。

[7] mixiユーザー 01月09日 22:29

自然科学でとるのでしたら物理、化学、生物、数学、情報系になるでしょうか

[8] mixiユーザー 01月11日 08:20

>>[7]
その通りですね。
あるとしたら
GISを使用した地理地学の情報学とか
地質地学
天文学
気象学
などの地球科学もあると思います。

[9] mixiユーザー 05月11日 13:43

今の通信制大学の講義で微分学の講義がなく（近畿大学もない）、テキストだけなので放送大学の微積分の授業はありがたいです。

ログインすると、みんなのコメントがもっと見れるよ