光速

相対性理論とかで、光速より早いスピードだと…とかいうけど、そもそもなんで「光速」が基準になるの？

いんがせい

情報伝達の手段を電磁気的方法に頼っているから。

よくわからん（TT）

そう考えるとなんだかスーッとするから。
相対性理論は「仮に光速度一定と考えるとどうなるか？」を論じているのであって、
それが正しいのかどうかを現在検証中なのだと思います。

速度を測るためには非局所的な２点の時間を決めないといけないでしょ？
その時間あわせは結局のところ電磁気的手法を使うでしょ？

世の中のことって、ほとんど全てが電磁気現象でしょ。
弱い力も強い力も短距離力だし、重力はすごい弱いし。
やっぱ光って重要なんだよ。　これがどの慣性系でも速度一定というのは、
すごく意味があることなんだと思う。
重力も、光からの類推で重力子の質量は０で、速度は光速と同じと考えられて
いるけど、これって検証されてるのかな？

光速そのものも光でもって測られているわけでしょ？
ヨウは、人間にavailableな情報伝達手段で、最も高速な物が真空中の光
の速度というコトよ。
最高速の速度は（定義によって）何かにdependしてはいけないんだよ。

全ての時間と距離を（最高速である）光速度を基準にして定めましょう。
あるいは、全ての物理法則をMaxwell方程式が共変となるような座標系で
表現しましょう。

実験はつまるところ、電磁気的手法をどこか（情報伝達）で使います。
Maxwell方程式を共変とする座標系を用いて法則を表現することは
光速に近い領域で我々が観測できる実験結果との比較にとっても都合の
良いことです。

Maxwell方程式のような対称性の良い理論は宇宙のどの座標系でも
成り立っているであろう、、、という推論？はあるように思う。

宇宙には最高の速度というのがあるという事で、
その一つが光だという事。
光の他には電磁波（光も電磁波の一種だけど）、重力波がある。
質量のあるものはダメ。

仮に超光速のものがあっても、それは観測にかからないでしょう。

アルファケンタウルス星が遠すぎるよ、
光速で移動できないのかね〜？

寿命が延びれば相対的に、同じ時間も短く感じると思う。
例えば、1000年の寿命があればケンタウリまで往復十数年
費やしてもどってことないでしょ？
無理して光速超えるよりこっちの方が簡単じゃないかな。
あれ、書く場所間違えたかな？

光速の300倍の速度の光の話題で持ちきりなので掘り起こしてきました。
「またか…」とお嘆きの殿方、どうか大目に見てやってください。

ところで、原子が電磁波を吸収して励起し、そして電磁波を放出したとき、
放射された電磁波はこの原子の系に対しての光速度になるのでは…
なんて思ったのですが…。ダメすか？
---ここから電波
物質（ガラスなど）を透過した光は、その物質の系において光速度である。
（すでに誰かが言っていたのを覚えていただけかもしれません。そのときは失礼…）

とりあえず、電磁気の本でも読んだら
相対性理論わからなくても、光速度一定ってわかるんじゃない
でしょーか？

水の中じゃ遅くなるよね
光の速さ

ちぇれんこふこう〜

>5
MichelsonとMorleyが怒ります。
実験精度の範囲内で，真空中の光速は不変であることは実証済みです。
>17
Newton力学とMaxwell方程式の電磁気学からは光速度不変は分かりません。
分かるのは、等速度運動している人と止まっている人では電磁気学は違っ
て見えるという「不自然な」ことが起こるということだけです。
そいつは変じゃないかい？という疑問から特殊相対論は生まれたんです。
（まあ、たいていの電磁気学の本には最後のほうに特殊相対論の話が
のってるので，そこまで読めばわかりますが。）

なぜ光速が基準になるかというと...相対論がでたきた歴史を追うと
しっくりくるかも。説明すると...
1.「等速度で運動している人と止まっているひとにとって
　　"物理法則" は同じである」という相対性原理
2.Newton力学(Galilei変換) (これは物理法則)
3.電磁気学(Maxwell方程式) (これも物理法則)
の３つともが正しいとすると矛盾が起こるんです。
この矛盾を解決するために「エーテル(絶対静止系)」とか「運動し
ているものは縮む」とかへんなことを考えるのはやめて，
　　「1＠｀3が正しい。2のNewton力学(Galilei変換)が違うんだ」
と考えたのです。
そこで，電磁気学が等速度運動している人から見ても同じに見える
ような力学(座標変換の法則)を考えた(つまり，1と3が正しくなるな)。
そっちのほうが真理であってNewton力学は間違いなんだ，と考えると
変なこと(エーテルとかなんとか)を考えなくてもすっきりと説明がつく
じゃあないか。だからこれが正しい。実験ともよく合う。

という具合に特殊相対論が生まれたと考えるとすっきりしませんか？
結構歴史的な流れに近いと思います。

みなさんレスありがとうございます。

＞20さん
すいません、また怒られるかもしれませんが教えてください。
＞MichelsonとMorleyが怒ります。
＞実験精度の範囲内で，真空中の光速は不変であることは実証済みです。
どんな実験によって真空中の光速は不変であることを証明したのでしょうか。

よく相対論をやさしく紹介している本では、ひとつの光源から縦方向と横方向
の二つに光を分けて往復させ、また一つに干渉させて、その様子が実験装置を
どのように動かしても変化しないことを確かめた、と読んだ記憶があります。
このとき鏡やガラスのような光を透過する物質を使ったわけですよね？
これらの物質を仮に光源と考えると、同じ系にある別々の物質から出てきた光
はお互い同じ速度であるのは当然なような気がするのです。

まだ電磁気の本を読んではいないのですが、読めばこれらの疑問も解消するの
でしょうか。

この実験って、光の媒質としてのエーテルの存在確認実験だったやつですよね。
宇宙にエーテルが充満しているとすれば、太陽の放射などでエーテルの流れや
密度変化が生じ、光の進みが影響を受けることになる。すなわち、方向によって
光の速度が変わり、干渉縞が生じる可能性がある。
実験の結果、エーテルは存在せず、光の速度は一定ということになった。
と記憶していますが間違っていたらそこがしろうとってことで。

あ、ぼくの知識は高校の時に教わったものです。
当時は実験の意義がちんぷんかんぷんで、その後啓蒙科学書などを読んで
次第にわかりました。

Michelsonがやったこと：
　絶対静止系（エーテル）が存在すると仮定する。
　それは、地表で地面に対して静止している系ではありえない。なぜなら
　地球は自転も公転もしているから。だから地表は，自転＋公転の速度程
　度(約30km/sec)でエーテルに対して運動しているはず。
　すると，その速度のむきに発した光と、それと９０度の向きに
　発した光の速度はそのぐらいは違うはずである。
　だから９０度に分けた光を干渉させてできる干渉縞は，装置を９０度
　回していくうちにずれていくはずである。このずれが見えなかった
　という実験です。
　1930の実験で，観測されるはずのずれの375分の1以下であるという結
　果があります。

あまり正確ではないのですが，
http://photon.hepl.hiroshima-u.ac.jp/members/takahashi/photon-lec/michel/sld001.htm
に実験の概要があります。

本では，パノフスキー-フィリップスの和訳「電磁気学」(物理学叢書)
の16章に詳しく乗っています。

じつは運動する物体は縮むんだとか、エーテルがどんなものかという仮定
によってはいろいろ言い訳できるんですが，それらはすべてさま
ざまな実験で反証されています。
だからこそ、電磁気学がどの慣性系からみても同じにするような，
力学の基本法則(座標変換)が必要だったのです。

特殊相対論の必然性を実感するには電磁気学を理解することが重要です。
電磁気学ぬきで運動学としての視点だけから解説しようとするから，
なぜ光速が基準になるのか納得いかない解説が啓蒙書などには多いの
です。仕方のないことだとは思いますが。

そうそう、「ローレンツ力」って、とってつけたような不自然な
力だなぁと、電磁気学を勉強したとき感じた人，いません？
僕は，特殊相対論を学んでローレンツ力が要らないってわかって
すっきりしました。特殊相対論については，アインシュタイン自身
の書いた本の和訳（確か岩波文庫だったかな？）がよいです。

む〜。理解力不足で納得できていない。
やっぱり横着せず地道に本読んで勉強シロ、ということですな。
ここで電波を続けると当局に睨まれるとか噂を聞きましたので、
退散します。またそのうち理系全般で電波発することにします。
20半くろうとさん、araさん、むにゅさん、しろうとさん、ずびしさん
レスありがとうございました。

いやー、皆さん博学ですな。しかし、よくみると誰も最初の質問に答えていない。
何で光の速度が宇宙の物事に関係あるのというのが質問でした。ｅ＝MCの二乗
というエネルギーの公式の中で何故Cという光の速度が2乗で入ってこなければ
ならないのかという疑問がこの場合における真の疑問なのです。
これは、今でも判らない。でしょう？　私は、神の摂理なんかの説明は欲しくないけど、高速についてその意義を教えていただければ幸甚です。

物理法則の中に c という定数があって、
その物理法則によってきまる光のはやさが
ちょうどその値になるというだけで、
先に光の速さがあったわけではないでしょ。

もちろん「先に」っていうのは「物理学の歴史の中で」という
意味ではない。わかるとおもうけど。

＞２７
光速になるのは光だけじゃないって。質量０のものの代表。
ｃが２乗で入ってくるのはエネルギーと速度の単位の次元を考えれば当然。