質問: オーストリアの物理学者の名前から付けられた、物体の速度と音速の比のことを何というでしょう?
回答: マッハ数

タイトル: 対気速度
低速、低高度においてはCASでも大きな問題にはならないが、高速、高高度になってくると、空気圧縮による誤差も無視できない。この圧縮性誤差も補正した速度を等価対気速度(Equivalent AirSpeed ; EAS)と呼ぶ。EASに対して空気密度の補正を加えたもの、つまり最終的な補正を行った真の速度を真対気速度(True AirSpeed ; TAS)という。もし、風がなければTASがそのまま地上に対しての速度となる。また、対気速度を音速の倍数で表した数値をマッハ数またはマックナンバーと呼ぶ。マックナンバーは前述の一般的な速度計とは異なる方法で測定している。詳しくは「マッハ数」を参照すること。

タイトル: エルンスト・マッハ
超音速気流の研究でも有名であり、静止流体中を運動する物体が音速を超えた場合、空気に劇的な変化が起き衝撃波が生じることを実験的に示した(1887年)。この実験には、当時の最新技術であった写真撮影が用いられた。この業績にちなみ、圧縮流体中における物体の速度を音速との比であらわした値について、彼の名前を冠し「マッハ数」と呼ばれている。科学史の分野では『力学の発達』(1883年)、『熱学の諸原理』(1896年)、『物理光学の諸原理』(1921年)が科学史三部作と呼ばれる。『力学の発達』1883年では、当時の物理学界を支配していた力学的自然観を批判した。ニュートンによる絶対時間、絶対空間などの基本概念には、「形而上学的な要素が入り込んでいる」として批判した。この考え方はアインシュタインに大きな影響を与え、特殊相対性理論の構築への道を開いた。そしてマッハの原理を提唱した。

タイトル: 音速
5メートルであり、温度が1°C上がるごとに音速は0.61 m/s速くなる。 なお上の式は、気体中の音速の式の摂氏0度での接線をとった近似式である。多くの分野で音速について言う時、常温として15°Cを採用することが一般的であり、その場合 340.5(m/s)となる。それで一般に、音速を15°Cで秒速340mとしている。高校の物理の教科書や試験問題などでも「音速を340 m/sとする」という文章が添えられていることが一般的である。空気中の音速を直感的にとらえやすい現象として、雷の発光から爆轟が届くまでの時間差や、山間部で山彦が発生し音が反響して聞こえるものがある。音速の倍数がマッハ数である。 速度単位の「マッハ」は気圧や気温に影響される。このため、超音速機のスペックを表す場合などは、標準大気中の音速 1,225 km/h が便宜上使われている。

タイトル: 超音速
超音速(ちょうおんそく、supersonic speed)とは、媒質中で移動する物体と媒質の相対速度が、その媒質における音速を超えること、およびその速度を指す。音速との比であるマッハ数を使えば、マッハ数が1より大きいとも定義できる。ただし、速度単位としてのマッハは対気速度で気温や気圧によって変化する。便宜上、超音速機のカタログスペックにおいては、対地速度1225km/h(340.31m/s、15°C・1気圧)をマッハ1とすることが多いが、この場合は物理現象としての音速・超音速とは扱いが異なる。

タイトル: マッハ数
マッハ数(マッハすう、英: Mach number)は、流体の流れの速さと音速との比で求まる無次元量である。名称は、オーストリアの物理学者エルンスト・マッハ(独: Ernst Mach)に由来し、航空技師のヤコブ・アッケレート(英語版)により1929年に名付けられた。英語での読みは[ˈmɑːk ˌnʌmbər]、あるいは[ˈmæk ˌnʌmbər]となる。

タイトル: 光の片道速度
同期法に依存せず、直接に光の片道速度を測定しようと試みた実験がいくつかあるが、どれも成功には至っていない。 それらの実験は直接的には遅い時計輸送による同期法(slow clock-transport)がアインシュタインの同期法と等価であることを確立しており、これは特殊相対性理論の重要な特徴となっている。これらの実験は遅い時計輸送と等価であることが示されているため、光の片道速度の等方性を直接的に確立できていないが、ニュートン力学や慣性系の定義の仕方自体についても片道速度が等方的であることを仮定しているため、恣意性に関してはどれも同じ問題を抱えている。 一般に、これらの実験は、光の往復速度が等方的であり、かつ片道速度が非等方的である場合と整合可能であることが示されている。この記事における「光速」とは全ての電磁波の真空中の速度のことをいう。

タイトル: 対地速度
対地速度(たいちそくど、Ground Speed ; GS)とは、地面に対する物体の速度である。列車や自動車が走行するとき、速度計に表示されるのは地面の上を何km/hで進んでいるかという値である。この表示される値が対地速度である。列車の中で、人が走る場合には、人の走る速さに列車の走行速度を加えたものが人の対地速度となる。対して航空機等が大気中を航行するとき、機体は地面から離れて進んでいるため、地面の上を何km/hで進んでいるかは非常に分かりづらい。大気中を飛ぶために常に大気の流れ、即ち風の影響を常に受ける宿命を航空機は背負っている。飛行機の一般的な速度計は、空気に対する相対速度(対気速度、Air Speed)を表示する。真対気速度(True Airspeed ; TAS)100で飛行中の機体が向い風成分10を受けるとGSは90となり、逆に追い風成分10を受けるとGSは110となる。

タイトル: エルヴィン・シュレーディンガー
エルヴィーン・ルードルフ・ヨーゼフ・アレクサンダー・シュレーディンガー(ドイツ語: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger [ˈɛɐ̯viːn ˈʃʁøːdɪŋɐ]、1887年8月12日 - 1961年1月4日)は、オーストリア出身の理論物理学者。1926年に波動形式の量子力学である「波動力学」を提唱。次いで量子力学の基本方程式であるシュレーディンガー方程式や、1935年にはシュレーディンガーの猫を提唱するなど、量子力学の発展を築き上げたことで名高い。1933年にイギリスの理論物理学者ポール・ディラックと共に「新形式の原子理論の発見」の業績によりノーベル物理学賞を受賞した。1937年にはマックス・プランク・メダルが授与された。1983年から1997年まで発行されていた1000オーストリア・シリング紙幣に肖像が使用されていた。

タイトル: 一般相対性理論の概説
動く物体の軌道は時空の曲線である。方向を変えずに一定速度で移動する物体の軌道は直線に対応する。表面については、19世紀初頭にカール・フリードリヒ・ガウスにより平面の幾何学から一般的な曲面の幾何学への一般化が記述されていた。この記述は1850年代にベルンハルト・リーマンにより導入された数学的形式主義における高次元空間に一般化された。アインシュタインはリーマン幾何学の助けを借りて重力の幾何学的記述を定式化した。ここでは曲面が通常の平面の一般化であるようにミンコフスキーの時空が歪んで曲がった時空に置き換えられる。埋め込み図は、教育の文脈で曲がった時空を説明するのに使われる。アインシュタインはこの幾何学的類推の妥当性に気づいたのち、欠けている理論の礎石、物質が時空の曲率にどのように影響するかを記述する方程式を見つけ出すのに3年を要した。

タイトル: アレクサンドル・フリードマン
1925年に37歳で没した。公式の記録では死因は腸チフスとされているが、ガモフの談話では、気象観測気球を揚げている際に風邪をひいたのが元で肺炎を起こして死亡したと言われている。1924年1月7日にブリュッセル科学アカデミーによって出版されたフリードマンの論文 Über die Möglichkeit einer Welt mit konstanter negativer Krümmung des Raumes(『負の定数曲率を持つ宇宙の可能性について』)において彼は、正、ゼロ、負の曲率を持つ3つの宇宙モデル(フリードマンモデル)を取り扱った。同時期にアメリカのロバートソンとイギリスのウォーカーがそれぞれ独自に、アインシュタイン方程式の時空の計量を解析して同様の結果を得ていた。今日では3人の名前をまとめてフリードマン・ロバートソン・ウォーカー計量と呼ぶのが一般的である。

タイトル: 光速 (セル・オートマトン)
ライフゲームおよび関連するセル・オートマトンにおける光速とは、世代ごとに通常ちょうど1セルを(水平、垂直、または斜めに)移動する移動速度である。ライフゲームの場合、ひとつのセルは1世代でムーア近傍で隣接するセルにのみ影響を与えることができる。すなわち、まっすぐ上下左右方向にセル1個か、斜め45度方向にセル1個である。物理学における光速からの類推で、情報が伝わる最高速度を光速という。つまり光速は、移動するパターンの移動速度の上限値であり、いかなるパターンも光速を超えて移動することはできない。ノイマン近傍のセル・オートマトンの場合、斜め方向に影響を与えるのには2世代が必要であり、斜め45度方向の光速は1世代でセル0.5個である。

タイトル: 脱出速度
脱出速度(だっしゅつそくど Escape velocity)とは、力学(特に軌道力学)において、推進力を持たない自由な物体が、大きな質量を持つ別の物体(ここでは重力点と呼ぶ)の重力から脱出する、つまり無限遠まで移動するのに必要な最低速度。重力点の質量とその中心からの距離の関数である。噴射によって常に加速されているロケットは、いかなる距離においても脱出速度に達する必要がない。燃料の噴射により運動エネルギーが補給されるからである。脱出するために物体を加速する力を確保するための、適切な推進モードと、十分な推進剤があれば、いかなる速度でも脱出が可能である。とくに多用される地球及び太陽に関しては、地球表面の脱出速度が第二宇宙速度、地球上における太陽からの脱出速度が第三宇宙速度とも呼ばれる。脱出速度は、移動物体の運動エネルギーと重力ポテンシャル(位置エネルギー)が等しくなる速度である。

タイトル: 道具主義
また現象を説明するためのいくつかの理論が存在する場合、理論の選択はその正しさによってではなく、現象をどれだけうまく予測・説明できるか、その有用性によって決まるとする。これは道具主義がそもそも「理論の正しさ」、つまり理論が実在を正しく記述しているかどうか、といった事は知りえないと考えているためである。物理学の世界で道具主義の立場を鮮明にした人物として、19世紀オーストリアの物理学者エルンスト・マッハがいる。

タイトル: 音の壁
飛行速度が音速に近づくにつれて、空気の圧縮性の影響から生じる造波抗力の急増、翼表面に生じる衝撃波の後流における流れの剥離、その他空力変化や空力弾性的な問題が生じる。第二次世界大戦頃から1950年代の飛行機にとって、音速を超えることがひとつの課題であった。そのため音速を「音の壁」と称し、音速を超える事を「音の壁を突破する」と形容するようになった。音の壁がことさら強調されたのは、航空機の分野である。砲弾、銃弾に関しては、既に19世紀にはその速度は音速を超えていた。ジェットエンジンの登場と性能向上による推力の増加、後退翼やエリアルール等による抗力の低減技術により超音速飛行が実現した。有人機が初めて音速を超えた公式記録は、1947年10月14日、チャック・イェーガーの操縦するX-1実験機によるものである。

タイトル: 物理学における時間
これは時間の遅れとして知られている。これらの変換は、2つの「一定の」相対速度の系に対してのみ有効である。他の状況に素朴に適用すると、双子のパラドックスのようなパラドックスが生まれる。そのパラドックスは、例えばアインシュタインの一般相対性理論を用いて解決することができる。これは、加速された非慣性基準系の幾何学であるリーマン幾何学を使用する。ミンコフスキー空間の記述に計量テンソルを適用して、アインシュタインは、マクスウェルの方程式を保存するローレンツ変換に対する幾何学的解を開発した。アインシュタイン方程式は、与えられた時空の領域とその領域のエネルギー密度における、空間と時間の計測値の間の正確な関係を与える。アインシュタインの方程式は、重力場の存在によって時間が変化することを予測している(シュワルツシルト解を参照)。または、以下の簡単な近似を使用することもできる。

タイトル: ヴィルヘルム・ヴェーバー
ヴィルヘルム・エドゥアルト・ヴェーバー(Wilhelm Eduard Weber、1804年10月24日 - 1891年6月23日)は、ドイツの物理学者。電気や磁気の精密な測定器具を製作して電磁気学の形成に貢献したほか、ガウスとともに電磁気の単位系の統一に努力し磁束のSI単位「ウェーバ」に名を残している。また、電気が荷電粒子の流れであるということを最初に主張した人物でもある。生理学者のエルンスト・ヴェーバーは兄、エドゥアルト・ヴェーバーは弟。

タイトル: アントン・ツァイリンガー
アントン・ツァイリンガー(Anton Zeilinger, 1945年5月20日 - )はオーストリアの量子物理学者・ウィーン大学の物理学教授である。量子情報の先駆者であり、光子の量子テレポーテーションの実現で知られる。2010年にアラン・アスペ、ジョン・クラウザーとともウルフ賞物理学部門を受賞し、2022年に3人はノーベル物理学賞を受賞した。

タイトル: スカラー (物理学)
物理学ではスカラー(英: scalar)とは、大きさのみを持つ量の事をいう。大きさと向きを持つベクトルに対比する概念である。ハミルトンは、「1つのスケール上に含まれるマイナス無限大からプラス無限大までの、すべての数値」と表現した。例えば物体が空間内を運動するときの速度が大きさと方向を含むベクトルであるのに対し、その絶対値(大きさ)である速さは方向を持たないスカラーである。他にも質量、長さ、エネルギー、電荷、温度などはスカラー量である。一方でベクトル量の代表的なものは力、電界、運動量などである。より狭義にはスカラーは座標系に依存しないことが要求される。

タイトル: エーテル (物理)
しかし、マクスウェルの方程式によれば、光の速さは誘電率と透磁率から定まるが、この値は、観測者の運動に依存しない。つまり、電車に乗っている人にとっても、外にいる人にとっても、光の速さは同じでなければならないことになる。すなわち、マクスウェルの方程式はガリレイ変換について不変ではない。全ての物理学理論はガリレイ変換について不変であるべきだと考えられていたため、「エーテルに対する絶対座標系」が存在し、マクスウェルの方程式はこの座標系においてのみ厳密に成立すると考えられた。そこで、地球の、絶対座標系に対する運動に関心が持たれるようになった。マクスウェルは1870年代後半に、地球の運動が光の速さに及ぼす影響を調べることで、地球の絶対座標系に対する運動を知ることができると述べた。光の進行方向が地球の進行方向と一致すれば光は遅く見え、逆方向であれば光は速く見えるはずである、と考えた。

タイトル: フィゾーの実験
このようにフィゾーの実験はアインシュタインの速度の加法則(の速度の方向が同じ場合)を裏付ける結果になっている。

タイトル: エーテル (物理)
これは1818年にフレネルが予言した「速度vで動いている屈折率nの媒質中において、vと同じ方向に進む光の速さは、真空中の光速をcとしてである」という法則を確認したものである。これは、スネルの法則や光行差を矛盾なく説明するための仮説だった。当初この仮説は、エーテルが物質に引きずられるために、光速の変化は媒質の速度よりも小さくなる、と解釈された。しかし、この解釈はヴィルヘルム・ヴェルトマン(ドイツ語版)が、フレネルの式中のnが光の波長に依存することを実証したため、エーテルの運動は波長に依存し得ないことから、否定された。さらに、特殊相対性理論の観点から、マックス・フォン・ラウエにより、フレネルの式はvがcよりも十分小さい場合にのみ成立し、一般の式はであることが1907年に示された。

タイトル: アルバート・マイケルソン
この測定は、山火事で発生した煙で鏡像がぼやけるなど多数の問題に見舞われたことでも有名である。また、1925年6月29日にマグニチュード6.3のサンタバーバラ地震が起き、基線の測量に100万分の1程度の誤差が生じたと見られている。1927年以降、電子光学機器を使った全く新しい光速度測定法が開発された。それによって得られた光速度は1926年のマイケルソンの測定値よりもことごとく低かった。マイケルソンは新たな測定法を捜し求め、大気の影響を避けるために真空にしたチューブを使うことを考えた。1930年、フランシス・ピーズやフレッド・ピアソンと共にカリフォルニア州パサデナで 1.6 km の真空チューブを建設し、測定を開始した。233回の一連の測定のうち36回が完了した時点でマイケルソンは亡くなった。

タイトル: 光の片道速度
A sychronisation scheme proposed by Reichenbach and Grünbaum, which they called ε-synchronization, was further developed by authors such as Edwards (1963), Winnie (1970), Anderson and Stedman (1977), who reformulated the Lorentz transformation without changing its physical predictions.

タイトル: シュテファン＝ボルツマンの法則
シュテファン=ボルツマン定数は、シュテファン=ボルツマンの法則において、黒体の温度と放射発散度を結びつける物理定数である。 記号は通常 σ が用いられる。 シュテファン=ボルツマン定数はプランクの法則により他の普遍定数と理論的に関係付けられている。 その値はである(2018 CODATA推奨値)。ここで c は光速度、h はプランク定数、k はボルツマン定数である。放射輝度との関係として表した時の係数はとなる。また、エネルギー密度との関係として表した時の係数は