*明日は寺子屋「アインシュタインの特殊相対性理論」!!
いよいよ、寺子屋物理編も佳境に差し掛かりそうです!
お申し込みはこちらから。
Line@でのお申し込みも可能です!!
*10月3日(火)に「はじめての気功 邪気ロンダリング」を追加開催!!
詳細はこちら!!
逸話によれば、ガリレオ・ガリレイは宗教裁判によって、地動説を撤回させられたときに、「それでも地球は回っている」とつぶやいたとか、つぶやかなかったとか、言われています。
でも、我々はふと疑問に思います。
地球がもし本当に回っているのであれば、床に落とした卵は猛烈な速度で壁に叩きつけられそうなものです。真下に落ちるのではなく、斜め下に落ちそうです。
地球の円周は40,075 kmで、一日24時間として計算すると、、、
40000÷24時間=1666km/時
時速だと1666kmになります。いまいちピンと来ないときは、秒速にしてみましょう。
1666km÷60÷60=462m/秒
秒速462mってかなりの速度です。
この速度で動いている乗り物から何かを落としたら、ビューーーーんと遠くへ行ってしまいそうです。
ガリレオさんに対して、「それでも地球は回っている」なら、なぜモノは真下に落下するのか?(すわなち地球は静止しているのでは?)という質問は実際にあったようです。
それに対して、ガリレオは冷静にこう答えています。
航海している船の上でもフォークは真下に落ちる、と。
等速直線運動している限り、慣性の法則が働くので、真下に落ちるのです。
新幹線でペンを落としても、真下に落ちます。そのまま1号車に目掛けて飛んでいったりはしません。
我々は運動というと、静止か運動かの二元論で考えがちですが、ガリレオやニュートンが教えるところによれば、慣性運動か加速度運動に分けるべきなのです。
静止 v.s. 運動
ではなく、
慣性運動(静止・等速直線運動) v.s. 加速度運動
で考えるのです。
たとえば、電車のホームに立っている人は静止していますが、等速直線運動で通過する列車に乗っている人から見ると、等速直線運動しています。
運動は相対的なのです。
この相対性原理を最初に提唱したのは、アインシュタインではなく、ガリレオでした。
(ただ地球の運動は決して慣性運動ではなく、自転と公転による加速度運動ですが、我々に対して地球は十分に大きいので我々にとっては慣性運動とみなせるのです)
この慣性運動 v.s. 加速度運動という区分けはきわめて重要です。
これはそのまま、特殊相対性理論と一般相対性理論の区分につながります。
慣性運動 v.s. 加速度運動
特殊相対性理論 v.s. 一般相対性理論
です。
特殊相対性理論は慣性運動しかない宇宙での法則です。
一般相対性理論は重力理論として知られていますが、加速度運動のある世界の理論のことです。
もっとシンプルにネタバレするならば(100年前からネタバレしていますが)、重力とは加速度運動のことなのです。
これがアインシュタインの最高の発見です。
繰り返しますが、重力とは加速度のことなのです!!!
我々が怠惰な道を選ぶように、物質も楽な道を通ろうとします。それが測地線であり、重力が無い空間であればまっすぐですが、重力がある空間であれば、ぐるぐると引き込まれていくのです。それが最短距離なのです。
ガリレオは相対性原理を生み出し、ガリレイ変換を設定しました。
これはクリプキのクワス算と少し似ています。
我々が知りうる世界では、クワス算は足し算と変わらないのですが、光速に近づくとそれが壊れます。
*クワス算については、ブログ内検索してみてください。たとえば、規則は行為の仕方を決定できない、なぜなら、いかなる行為の仕方もその規則と一致させられ得るから 2014-01-17
ざっくりと言えば秒速30万キロ+30万キロ=30万キロみたいな世界が待っているのです。
これがガリレイ変換のアップデート版であるローレンツ変換です。アインシュタインの特殊相対性理論の肝でもあります。
そして面白いことに、このローレンツ変換をいじるとなんとE=mc^2が出てきます。
ガリレオ・ガリレイからニュートンを復習しながら、特殊相対性理論の肝であるローレンツ変換の導出をお馴染みピタゴラスの定理からやりつつ、ファインマン先生の手品のような演算を楽しみましょう!!
アインシュタインの特殊相対性理論が身近になると思います。
手を使って計算することが重要です!
お楽しみに!!!
【リニューアル寺子屋第9弾『アインシュタインの特殊相対性理論』】
【日時】 9月26日(火) 19:00~21:00(21:30まで質疑応答!)
【場所】 東京・四ツ谷の「まといのば」のセミナールーム
【受講料】 3万円(銀行振込、もしくはPayPal決済)
【受講資格】 ブログ読者
【持ち物】 筆記用具と熱い情熱
【お申し込み】お申し込みはこちらから。
↧
それでも地球は回っている、、、のに、なぜボールは真下に落ちるの?ガリレオの相対性原理
↧