エーテルと古典力学とは? わかりやすく解説

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エーテルと古典力学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/10/07 07:04 UTC 版)

エーテル (物理)」の記事における「エーテルと古典力学」の解説

エーテル仮説最たる困難は、ニュートン力学マクスウェル電磁気学整合性である。ニュートン力学ガリレイ変換の下で不変だったが、マクスウェル電磁気学はそうでなかった。従って、厳密には、少なくとも一方理論誤りであると考えざるを得ないガリレイ変換とは、観測者視点変えることである。例え時速80キロメートルで走る電車の中を、進行方向向かって時速4キロメートル歩いている乗客は、別の乗客からは、時速4キロメートル動いているように見える。しかし、電車の外にいる人からは、この乗客時速84キロメートル動いているように見える。見る人が変われば運動異なって見える、その見え方違い定式化したものガリレイ変換である。そしてニュートンの運動方程式は、ガリレイ変換をしても、つまり誰か見ても、成立するこのように、常に成立することを「不変」という。 しかし、マクスウェルの方程式によれば光の速さ誘電率透磁率から定まるが、この値は、観測者運動依存しない。つまり、電車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ガリレイ変換について不変ではない。全ての物理学理論ガリレイ変換について不変あるべきだと考えられていたため、「エーテル対す絶対座標系」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考えられた。 そこで、地球の、絶対座標系に対す運動関心持たれるようになったマクスウェル1870年代後半に、地球運動光の速さに及ぼす影響調べることで、地球絶対座標系に対す運動を知ることができると述べた。光の進行方向地球進行方向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、と考えた季節あるいは昼夜変化すれば観測者運動の方向反転するが、この運動の変化光の速さ比べて小さいものの、検出不可能なほど小さくはないと考えられた。すなわち、地球エーテルの中を進んでいるのであるから、地上ではいわば「エーテルの風」が吹いていることになり、これは光速変化として捉えられる考えた

※この「エーテルと古典力学」の解説は、「エーテル (物理)」の解説の一部です。
「エーテルと古典力学」を含む「エーテル (物理)」の記事については、「エーテル (物理)」の概要を参照ください。

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