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光速より速い→タイムマシンも可能！？
kagakusukiの回答
ややこしい話のため、説明が面倒になり、「そのうちだれかが正しい回答をするだろう」と思って放置していたのですが、答えを解っている人は、同じ様に面倒くさがっているのか、今の処、「超光速粒子がタイムマシンの実現を可能とする」事に関して説明した回答が無い様です。 最初に御断わりしておきますが、超光速粒子によって可能となるタイムマシンは、人や物を過去や未来に送り込むという働きをするものではなく、「超光速粒子を使った信号を、未来から過去に向かって送る事で、未来の情報を過去の世界で受け取る事が出来る様にする」というものです。 尚、以下の話には、もしかしますと見落としや計算ミスが含まれているかも知れませんので、「超光速粒子によるタイムマシンとは、概ね以下の様な原理に基づく話である」という事さえ御理解頂ければ充分で、細部に関してまでは鵜呑みにされない様に願います。 例えば、宇宙空間を一定速度で直進する2隻の宇宙船が、光速の80％の相対速度で擦れ違ったとします。 ローレンツ変換という特殊相対性理論的な効果により、運動する物体は、時間の進み方が遅くなる事が判っています。 【参考URL】 時間の遅れ - Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93%E3%81%AE%E9%81%85%E3%82%8C ローレンツ変換 - Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%84%E5%A4%89%E6%8F%9B 双子のパラドックス - Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E5%AD%90%E3%81%AE%E3%83%91%E3%83%A9%E3%83%89%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9 片方の宇宙船（これを宇宙船Aと呼ぶことにします）から見て、もう一方の宇宙船（こちらを宇宙船Bと呼ぶことにします）は、光速の80％の速度で運動をしていますから、宇宙船Aから見ますと、宇宙船Bの時間の進み方は、遅くなっている事になります。 この場合、 「宇宙船Aから見た宇宙船Bの時間の進む速さ」/「宇宙船Aから見た宇宙船Aの時間の進む速さ」＝√(1－(0.8c÷c)^2)＝√(1－0.64)＝√(0.36)＝0.6 （c：光速） という計算により、宇宙船Aから見ますと、宇宙船Bの時間の進む速さは、宇宙船Aの時間の進む速さの60％という、ゆっくりとしたものとなっている事が判ります。 逆に、宇宙船Bの方から見た場合、宇宙船Aの方が光速の80％の速度で運動をしている事になりますから、宇宙船Bから見ますと、宇宙船Aの時間の進む速さは、宇宙船Bの時間の進む速さの60％という、ゆっくりとしたものとなっている、という事になります。 さて、擦れ違ってから宇宙船Aの時間で1年経った時、宇宙船Aから宇宙船Bに向けて、光速の2.4倍の速度で進む粒子を使って、通信信号を送ったとします。 擦れ違ってから1年経っているのですから、その時点での2隻の宇宙船の間の距離は、 0.8c×1年＝0.8光年 だけ離れている事になります。 信号の進む速度は、宇宙船Aから見た宇宙船Bの速度よりも、 2.4c－0.8c＝1.6c だけ速いため、宇宙船Bと信号の間隔は、宇宙船Aの時間で測って、1年あたり1.6光年ずつ縮んで行きますから、信号が宇宙船Bに追いつくまでに要する時間は、 0.8光年÷1.6c＝0.5年 となり、宇宙船Aが信号を送った半年後、即ち、2隻が擦れ違ってから（宇宙船Aの時間で測って）1.5年後に、宇宙船Bに通信が届く事になります。 宇宙船Bに通信が届くのは、宇宙船Aの時間では1.5年後ですが、宇宙船Aから見た宇宙船Bの時間の進み方は遅くなっているため、宇宙船Bが通信を受け取った時点では、宇宙船Aから見た宇宙船Bの時間は 1.5年×0.6＝0.9年 しか経っていない事になります。 つまり、宇宙船Bは擦れ違ってから（宇宙船Bの時間で測って）0.9年後に、「擦れ違ってから1年後の宇宙船Aの情報」を得る事が出来る訳です。 そして、宇宙船Bは送られてきた情報を、やはり光速の2.4倍の速度で進む通信信号によって、直ぐに宇宙船Aに送り返したとします。 擦れ違ってから0.9年後という事は、2隻の距離は 0.8c×0.9年＝0.72光年 だけ離れている事になりますから、送り返した通信を、宇宙船Aは「宇宙船Bが信号を送り返してから」（宇宙船Bの時間で測って） 0.72÷1.6c＝0.45年 だけ後になってから受け取る事になります。 宇宙船Bが信号を送り返したのは、宇宙船Bの時間で測って、擦れ違ってから0.9年後なのですから、宇宙船Aが送り返した通信を受け取るのは、擦れ違ってから（宇宙船Bの時間で測って） 0.9年＋0.45年＝1.35年 だけ後という事になりますが、宇宙船Bから見た宇宙船Aの時間の進み方は遅くなっているため、宇宙船Aが送り返されて来た通信を受け取った時点では、宇宙船Bから見た宇宙船Bの時間は 1.35年×0.6＝0.81年 しか経っていない事になります。 その結果、宇宙船Aが通信を送ったのは2隻が擦れ違ってから1年後であるにも関わらず、送り返されて来た通信を受け取るのは0.81年後という事になります。 つまり、宇宙船Aは宇宙船Bに中継してもらう事により、 1年－0.81年＝0.19年 だけ未来の情報を得る事が出来る訳です。 尚、この方式のタイムマシンは、信号のやり取りを行う双方の相対速度が充分に速く、且つ、信号の進む速度が光速を超えていれば成り立つものですから、別に宇宙船同士である必要は無く、例えば、宇宙船Aの代わりに、地球から信号を発する事にして、宇宙船Bを地球から打ち上げる様にすれば、地球に居ながら、地球の未来の情報を得る事が出来る訳です。 但し、より先の未来からの信号を受け取るためには、双方の相対速度と距離、それに信号の進む速度を、より大きなものとしなければなりません。 今回の情報では、ニュートリノは光速に対して、僅か0.0025％程度しか速くはないそうですから、タイムマシンとして成り立たせるためには、宇宙船Bの速度を光速の99.9999999687508％以上にする必要があると思います。 【参考URL】 東京海洋大学附属図書館 > 東京海洋大学研究報告 > 第6号 > タイムトラベルの哲学 Philosophy of Time Travel http://lib.s.kaiyodai.ac.jp/library/kiyou/tkh06/p67.pdf
noname#146007
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