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本ページでは、ニュートン力学における時間と空間の基本概念である「絶対時間」と「絶対空間」について解説する。また、この前提のもとで成立する同時性の概念についても整理する。
内容
ニュートン力学における時間·空間
ニュートン力学では、時間および空間はすべての観測者に対して共通であり、絶対的なものと考えられていた。このような時間と空間の考え方を、それぞれ絶対時間および絶対空間という。
絶対時間
まず、絶対時間とは、すべての観測者に対して一様に流れる時間のことである。すなわち、異なる慣性系においても時間は同一であり、ある観測者にとって2つの出来事が同時刻であれば、すべての観測者にとっても同時刻である。複数の出来事が同時刻に起こることを同時性といい、絶対時間のもとではこの同時性はすべての観測者に共通である。このような性質を同時性の絶対性という。
絶対空間
次に、絶対空間とは、観測者の状態に依らず常に同一に存在する空間であり、あらゆる物体にはその絶対空間に対して一意に定まる運動状態が与えられると考えられる。つまり、物体の位置や速度は絶対空間に対して定義され、ある物体が静止しているか運動しているかは、この絶対空間を基準として決まる。よって、物体は絶対空間に対して静止しているか、あるいは運動しているかのいずれかである。
次ページから…
次ページでは、異なる慣性系の間で座標や時間がどのように関係づけられるかを表す「ガリレイ変換」を導出し、その物理的意味を解説する。また、ガリレイ変換で速度や加速度、さらには微分演算子がどのように変換されるかを確認する。
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