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慣性座標系

 

よみ方

かんせいざひょうけい

英 語

inertial frame of reference

説 明

第一義的には、慣性の法則が成立する系として定義される。ニュートン力学ではガリレイ変換によって、特殊相対性理論ではローレンツ変換によって慣性系と結ばれる系は、等しく慣性系となる。慣性系では、自由粒子のエネルギー、運動量、及び角運動量の保存が導かれるため、慣性系の存在はネーターの定理より一様な時間、一様等方な空間の存在を意味する。ニュートンはこれを絶対空間として導入した。特殊相対性理論ではミンコフスキー空間がこれに相当する。一般相対性理論においては、絶対空間の存在は否定されることとなり、慣性系は自由落下する観測者の周りに局所的にのみ定義される。
ニュートン(I. Newton)の運動の第1法則(慣性の法則)が成り立つ座標系のこと(慣性系ともいう)。つまり、外力が働いていない自由粒子が、静止し続けるか等速直線運動となるような座標系である。ニュートン力学ではガリレイ変換によって、特殊相対性理論ではローレンツ変換によって慣性系とお互いに変換される系も、慣性系となる。エネルギー、運動量、および角運動量が保存することは、時間の一様性、空間の一様性、および等方性を意味するので、慣性系でこれらが保存することは、時間が一様に流れ、一様で等方な空間が存在することを意味する。ニュートンはこれを絶対空間として導入した。特殊相対性理論ではミンコフスキー時空がこれに相当する。一般相対性理論においては、絶対空間の存在は否定されることとなり、慣性系は自由落下する観測者の周りに局所的にのみ定義される。

2018年04月18日更新

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