質問: 相対性理論における光の一定速度の問題 初心者なので、質問自体に誤りがあるかも知れませんが、宜しくお願いします。 アインシュタインの特殊相対性理論では、光は観測者によらず一定速度という事が言われていますよね。 例えば、aと言う人と、bと言う人がいて、aはある点で停止して、aの左方向に光の光線が放たれたとして、bが高速の飛行物体で光の向かっている左方向に移動しても、a,bの両人から計っても光は一定である。これは、光に向かって高速で移動している物体の中の時計が遅れるからだと理解しています。 では、同様に、aのいる地点から、左右に光が放たれた場合、bから見て、右側(高速移動している反対方向)の光の速度はどうなるのでしょうか?
回答: 光速度一定はアインシュタインが有名ですがアインシュタイン以前から言われていたことです。 その根拠はマクスウェルの電磁方程式にあります。 マクスウェルの方程式を解くと電場と磁場が絡み合いながら進む波を表わす方程式が得られます。 その波の速度は当時知られていた光の速さと一致したので光の電磁波説が唱えられました。 そして不思議なことにその速さは誰にとっても同じになっていたのです。 そのことは当時大成功を収めていたニュートン力学とは相容れないことでした。 ローレンツはニュートン力学とマクスウェル理論の折り合いを付ける変換式を見つけましたがなぜそうなるかは分かりませんでした。 そのような混沌の中に登場したのがアインシュタインです。 彼は光速度一定は理論的にも実験(マイケルソン、モーリー)的にも確かなので事実として受け入れようと提案したのです。 その提案が当時の科学者の腑に落ちたことは論文発表から17年という比較的短い時間でノーベル賞を受賞したことから伺えるでしょう。 もっとも受賞理由は相対性理論ではありませんが。 光速度一定の法則はマクスウェルの理論で説明され実験的にも確認された事実です。 色々不思議なことが起こるのは、離れた場所で起こった出来事がある人にとっては同時刻なのに他の人にとっては同時刻に見えないということから起こります。