相対論のパラドックスの解決法とは?

このQ&Aのポイント
  • 相対論のパラドックス解決法について解説します。
  • パラドックスには専門家の言う4つの前提があります。
  • 一般人でも理解できるような解決法を提案します。
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相対論のこのパラドックスの解決法を教えてください

相対論のこのパラドックスの解決法を教えてください。 運動方向の長さと時間の進む速さが0.5倍になって作図と説明が楽なので宇宙船の速度は0.866cとします。 このパラドックスには四つの前提がありますが、それらはすべて専門家が言っている事です。 前提1 光は全ての観測者にとって真空中においてはc(≒30万km/s)という絶対速度で進む。 光速度不変の原理に従えば、等速度運動する宇宙船の中央の光源から出た光は乗組員にとっては両端に同時に着くが、船外(宇宙船が等速度運動しているように見える慣性系の意)の観測者にとっては先に後端に着き後に前端に着く。このように離れた二点では同時は相対的になる。 一方前端または後端において時計の針が12時を指すのと光が届くのが同時であるときそれは全ての観測者にとって同時であり、つまり一点における同時は絶対的である。 前提2 二つの宇宙船と宇宙基地が互いに等速度運動している。 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 宇 宙 船▽          宇 宙 船▼    宇宙船の立場 、                   ←■基地 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 、        宇宙船▽→    宇宙船▼→    基地の立場 、                    ■基 地 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ■で表した時限爆弾のタイマーは1年にセットされている。爆弾には宇宙船から見て左右に発信器が取り付けてあり、▼で表した障害によって右の発信器が破壊されて信号が途絶えるとタイマーが作動し、▽による左の発信器の破壊でタイマーが停止するようになっている。 宇宙船の立場で船間距離が1光年であるとき宇宙基地が▼▽間1光年進むのに宇宙船の立場では1.155年かかるがその間の基地の経過時間=タイマーの作動時間は0.5倍の0.577年になる。 基地の立場でもタイマーの作動時間が0.577年であるには▼▽間=船間距離は0.5光年でなければならない。 宇宙船が縦並びで同速度で等速度運動している時船外の立場では宇宙船だけでなく船間空間も縮む。 前提3 2光年離れた二つの宇宙基地の中間に宇宙船が静止している。宇宙船が(一方の基地に向かって)加速すると基地の立場では宇宙船だけが縮み宇宙船の立場では自身を中心に宇宙全体が縮む(Newton別冊『伸び縮みする時間と空間』参照)。 宇宙船の立場では基地が0.5光年ずつ自身に近づき基地間距離は1光年になる。この時例えば100億光年前後の天体は50億光年ずつ宇宙船に近づくことになる。 前提4 宇宙船A,B,C,Dが図の様に静止している。AB(CD)間距離は1光年とする。A,Bが同時に加速した時、C,Dの立場ではAB間距離は1光年のままであり(ベルの宇宙船パラドックス参照)、C,Dの立場で1光年ならA,Bの立場では2光年でなければならない。A,Bが12時に加速したとするとC,Dの立場ではA,Bの時刻が3時になるのも6時になるのも同時であり、C,Dの立場でそれらが同時であるならA,Bの立場では(同時の相対性により)同時ではなく遡って加速も同時ではなくなる。Aの立場では自身が加速した時Bはまだ加速しておらず、Bの立場ではAが1光年進んでAB間距離が2光年になった時に自身が加速する。これで辻褄が合う。 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A→             A,B加速時の 、C          D              C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    A    B加速時の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 前提1~4に基づくパラドックス 宇宙船A,B,C,Dが図の様に静止している。AB(CD)間距離は2光年とする。Bの前端には発信器付きの爆弾が、Cの前端には発信器を破壊して爆弾を爆発させる障害が取り付けてある。 Bが先に加速してAB間距離が1光年になった時にAが加速するとA,Bの立場でA,Bの加速が同時になる。この時Aの立場ではBは2光年後方にありCは1光年近づいて1光年後方にあり、Aの立場でだけBに取り付けられた爆弾が爆発するという矛盾が生じる。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B■                    A ▲C                    D ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 、          B■→         A→    A加速時の ▲C                    D     C,Dの立場 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B■                    A     A,B加速時の 、        ←▲C         ←D     Aの立場 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- A,B加速時にAの立場でもBを中心に宇宙が縮めば矛盾を回避できるが、それだと今度は次のような矛盾が生じる。 時限爆弾のタイマーは0.5年にセットされている。DE間距離がC,D,Eの立場で1光年のとき、時限爆弾はC,D,Eの立場では爆発するがA,Bの立場では爆発しない。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 、          B→         ■A→  A加速時のC,D,Eの立場 、C                    D▲         E△ -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    ■A    ←C         ←D▲   ←E△      A,B加速時のA,Bの立場 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一般人なので難しい数式は理解できません。恐れ入りますが一般人でも理解できるような解決法をお教えいただけるとありがたいです。思考実験のあら捜し的なものはご勘弁ください。例えば加速度が大きすぎるといったものの場合、宇宙船ではなく弾丸サイズの物体にするとか、船間距離を100光年とか100億光年とかにすれば通常の加速度でもパラドックスは成立します。物理法則に反する設定についてのみご指摘ください。

noname#255227
noname#255227

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回答No.27

>この条件ならA,BあるいはAの立場でA,Bの加速が同時になるのですね。この時Aの立場でAB,CD間距離はどうなりますか。 まず質問そのものに答えますと、AB,CD間の距離はいずれも2光年/1.11=1.80光年になります。 読み返してみると誤解しやすい書き方だったようで申し訳ありませんが、 加速中のA,Bの立場でみる事=0.433cの速度で運動する系で考える事 という事ではありません。 ご覧になってる文献に具体的にどう書かれているのかは分かりませんが 「ABからみて同時に加速する」というのは、単に特定の慣性系で見たときに同時になるように加速するという意味ではなく、とても複雑な状況が想定されているはずです。 なのでA,Bの加速が同時になる慣性系(0.433cの慣性系)において、A,B間の(普通の意味の)距離が2光年になるという訳ではありません。 >もう一つ確認したいことがあります。 前提4で想定している動き方をする宇宙船A~Dの他に、 最初はCの位置(Bの位置)で静止していて、Cの静止系から見てAと同時に加速する宇宙船B'(静止系でA,Bの加速が同時の方のBに相当)を用意する事にしたら、BとB'はBが加速する前は同じ位置にいます。 Aの加速後の静止系ではAの加速直後は、Bが加速する前ですから、BとB'が同じ位置にいるのが正しい事になります。

noname#255227
質問者

お礼

eatem27b様いつもわかりやすい回答ありがとうございます。 投稿した後に気づいたこともあり馬鹿なことを言っていて今さらながらお恥ずかしい限りです。 eatem27bさんとJeffBackerさんに教えてもらったことを私の理解力で以下にまとめます。 AB(CD)間距離は2光年、Bが先に加速、AB間距離が1光年になった時Aが加速 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B                    A 、C                    D ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B→                   A     B加速時の 、C                    D     A,C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、          B→         A→    A加速時の 、C                    D     C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、         ←B          A     A加速開始時の 、C→                  ←D     Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、  B                  A  A,B速度0.433c時点の 、  C→                ←D  Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、  B→                 A  A速度0.433c超時の 、  C→                ←D  Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、         ←B          A     A加速終了時の 、         ←C         ←D     Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B                    A     B加速終了時の ←C         ←D               A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 相対論うろ覚えの直観ではA,Bが共に0.433c同速の瞬間両者は同じ慣性系で、A,Bの立場でAB間距離が2光年になるように見えますが、それが間違いなのですね。JeffBackerさんが何度も言っていた通りBはCまでしか後退しないということですね。A,Bの立場ではBの加速地点はA後方2光年のように思え、AB間空間とCD間空間がAの立場で同列に扱われているところがまだ疑問として残りますが私の理解力では理解できないので諦めます。 「以下の異なる条件下でA加速終了時のAの立場が全く同じになるのですがこれで合ってますか」 これは全く馬鹿な質問でした。どちらもBが加速前に戻るのだから同じになって当たり前でした。Bの加速が、AB間距離が2光年になった時と1光年になった時で違うのでどこもおかしなところはありませんでした。 静止系でA,Bの加速が同時 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速終了時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    A    B加速終了時の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 静止系でBが先に加速 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速終了時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A              B加速終了時の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- eatem27b様、JeffBacker 様、Mathmi様、antigravity様、この度は私のくだらない質問に回答をお寄せいただき誠にありがとうございます。くだらない疑問ではありましたが皆様のご尽力により解決することができました。特にJeffBackerさんにはできの悪い生徒に根気強く付き合っていただいたことに深く感謝しております。 eatem27bさんには、私の自分でも何がわからないのかわからない質問の意図をご理解いただいた上、ポイントを押さえた的確かつ丁寧な回答をしていただいたことに心よりお礼申し上げます。 JeffBackerさん、あなたは相対論マスターとして一人の相間を更生させることができました。相マvs相間、面白くなかったですか。 JeffBackerさんはこんなことを考えるのは世界中で私だけみたいに言ってましたがもう一人いました。たぶんもっと大勢いる同様の人たちの考えを正すのにこのサイトは役に立つはずです。 Mathmiさん、普通はそう考えますよね。JeffBackerさんが言うような存在自体があり得ない間違いではなくて普通の間違いで安心しました。 皆様本当にありがとうございました。 ビギナーゆえネチケット知らずで多くの失礼、非礼、無礼がありましたことをお詫びいたします。申し訳ありませんでした。 eatem27b様のこの回答をベストアンサーにして回答受付を締め切る予定ですが、回答を書きかけの方がおられる可能性を考慮し、回答受付は11月4日午前1時に締め切りますのでよろしくお願いします。

noname#255227
質問者

補足

今頃そこかよですがあらためまして。 AB間距離がC,Dの立場で1光年ならA,Bの立場では2光年ということが言えるのはAの立場では自身の加速の1.155年後のことである。私が理解していなかったのはこの点で、C,Dの同時とAの同時を混同していました。 Bが先に加速した場合Aの立場ではBの時間が加速時まで戻りA,Bの立場でA,Bの速度が同じになる時点があるがその時のBの位置はAの立場ではローレンツ収縮を考慮したもの(C地点)となる。 1秒で加速を終えるとするとその1秒間にA視点で起こることについて述べると、CはA後方2光年から始め緩やかに後に急激にAに近づきA後方1光年に達し、BはA後方1光年から始め緩やかに後に急激にAから離れてA後方1.8光年でCと合流する。 お礼コメントの「このサイトは役に立つはずです」は正しくは「このQ&Aは役に立つはずです」でした。謹んで訂正いたします。

その他の回答 (25)

回答No.30

>宇宙船には等間隔に無数のエンジンがついています。静止系でエンジンに点火するタイミングを工夫すると、宇宙船の立場で全てのエンジンが同時に点火されて、宇宙船から見た宇宙船の長さを常に2光年にすることができるということですね。 少なくともみる系によっては、宇宙船の各部分は異なる速度で運動しているわけで、宇宙船全体が静止している慣性系は存在しませんので、貴方のいう「宇宙船の立場での同時」は特殊相対論で通常使われる意味の同時ではないはずですので、同時の意味をきっちり書いてくれないと点火が同時であるかどうかについては何も言えません。 「宇宙船から見た宇宙船の長さ」を#29に書いたような意味で使っているのであれば、点火のタイミングを調整すれば常に2光年にする事ができます。 >宇宙船から見た宇宙船の長さが常に2光年」というのは、宇宙船の全ての地点において、各地点の視点・立場で、自身の加速前・加速中・加速後の全てで2光年ということであっていますか。 一つの慣性系から見た宇宙船の長さが2光年であるという意味ではありません。 >宇宙船の両端をA,Bとしたとき、A視点でも同じことが言えて、Bは常に2光年後方にありますか。それとも2光年離れた二つの宇宙船の場合と同様に、A地点加速終了時のA視点でのBの位置は1光年後方ですか。 これも距離の定義によりますが、 「A視点」というのであれば、#29に書いたような意味であるとは考えにくいので、#23にも書いたように Aの加速終了直後Aの静止系ではAはBから1光年離れた位置にいます。 >2光年離れた二つの宇宙船A,Bの場合でも、A視点で、自身の加速開始から終了まで、常にBが2光年後方にあるようにできる方法があるということですか。 #28の最後に書いたように、両端部分しかないのであれば、#29のような考え方ができないので、2光年のままにするとしたら、何らかの意味で「距離」を定義する必要があります。どうやってもできないのだ、という事は確かめようがないので、あるともないとも言えませんが、少なくとも私には具体的な方法は思い浮かびません。

noname#255227
質問者

お礼

「常に2光年」というのが誰にとってのことなのかがわかりませんでしたが、とにかく静止系で2光年の長さの宇宙船について、宇宙船から見た宇宙船の長さを常に2光年にした場合でも、宇宙船の前端A視点では、A地点加速終了時に、後端Bは1光年後方にあり、つまり宇宙船は、A視点では、一旦1光年に縮んで、1.155年かけて2光年に戻るということですね。この一点について言えば、2光年離れた二つの宇宙船の場合と同じと言うことですね。

noname#255227
質問者

補足

「棒自身からみた棒の長さが常に2光年」というのが、2光年の長さの宇宙船という設定なら、A視点で、A地点加速終了時に、Bが2光年後方にあるようにすることができるという流れで出てきたものだと勘違いしてしまいました。失礼しました。

回答No.29

>1秒で加速を終えるとすると Aの静止系でB,Cがどこにいるかを考えるとそうなります。 ※加速の仕方で変わるのでゆるやか・急激の部分は計算してませんが。 ただ、念のために書いておくと、望遠鏡などでB,Cを観察したらそういう風に動いているのが見える、という意味ではありません。 >Bは減速中でA,Bは同じ系とは言えずゆえにAB間距離は2光年にはならない。 というよりも、A,Bの両方の加速時間が1秒であるのなら、AB間距離(棒ABの長さ)を2光年のままにする加速にならないというだけでしょう。 AB間の距離(長さ)が2光年であり続けるような加速になっていない(別の加速を考える必要がある) という事でしょう。 >後半でまたわからなくなりました。 「棒」だと説明する量が増えるので、 Aを先頭車両、Bを最後尾とする「列車」を想定しますが、 各車両の長さ=その車両の静止系で測った車両の長さ 列車の長さ=各車両の長さの総和 としたら「列車の長さ」は常に2光年です。 車両によって列車の速度が違うので、 AあるいはBの静止系あるいは、他の慣性系からみたA,Bの距離とは違う量です。

noname#255227
質問者

お礼

「棒自身からみた棒の長さが常に2光年」について、回答ではAの静止系では2光年ではないとなっているように見えるので再確認させてください。 長さ2光年の宇宙船があるとします。宇宙船には等間隔に無数のエンジンがついています。静止系でエンジンに点火するタイミングを工夫すると、宇宙船の立場で全てのエンジンが同時に点火されて、宇宙船から見た宇宙船の長さを常に2光年にすることができるということですね。できるということが重要であり、その方法については説明を求めません。 「宇宙船から見た宇宙船の長さが常に2光年」というのは、宇宙船の全ての地点において、各地点の視点・立場で、自身の加速前・加速中・加速後の全てで2光年ということであっていますか。宇宙船の両端をA,Bとしたとき、A視点でも同じことが言えて、Bは常に2光年後方にありますか。それとも2光年離れた二つの宇宙船の場合と同様に、A地点加速終了時のA視点でのBの位置は1光年後方ですか。

noname#255227
質問者

補足

「AB間の距離が2光年であり続けるような加速を考える必要がある」 2光年離れた二つの宇宙船A,Bの場合でも、A視点で、自身の加速開始から終了まで、常にBが2光年後方にあるようにできる方法があるということですか。あるかないかだけでOKです。

回答No.28

解決したという事なので蛇足になりそうですが。 >A,Bの立場ではBの加速地点はA後方2光年のように思え、 A,Bの速度が0.433cになった瞬間には、ABは0.433cで運動している系に対して静止しているので、 その距離は2光年になるはずだ、という事なのだろうと思いますが、 加速が瞬時に行われている以上、速度が0.433cになる瞬間など存在しません。 現実には加速は有限の時間Δtに行われるので、瞬時と言いつつΔtが有限(しかしとても小さい)ケースが頭にあるのでしょうが、Δtが有限だと多分全く違う加速方法を考える必要が出て来そうな気がします(きちんと考えていませんが)。 >AB間距離がC,Dの立場で1光年ならA,Bの立場では2光年ということが言えるのはAの立場では自身の加速の1.155年後のことである。 「Bが先に加速してAB間距離が1光年になった時にAが加速する」 こういう加速を考える際には、A,Bが棒のようなものでつながっているケースを考える事が多いと思うのですが、この場合"棒自身からみた"棒の長さが常に2光年であるような加速方法を考えて上記の方法が出てくるはずです。(棒の両端を加速するタイミングだけではなく棒の各部分を加速するタイミングを考える必要がありますが) ご質問のように両端部分の宇宙船しかないケースだと、"棒自身から見た"に相当する考え方をするのは難しいので、お書きになっている考え方をするしかないかもしれませんが。

noname#255227
質問者

お礼

回答ありがとうございます。蛇足などと滅相もないことをおっしゃらずにおかしな点がありましたら(ありましたらではなくおかしな点だらけとは思いますが)ご指摘ください。遠慮は無用です。 私の理解力であらためまして。 1秒で加速を終えるとするとその1秒間にA視点で起こることについて述べると、CはA後方2光年から始め緩やかに後に急激にAに近づいてA後方1光年に達し、BはA後方1光年から始め緩やかに後に急激にAから離れてA後方1.8光年でCと合流する。 Aの加速中Aの立場でA,Bの速度が同じになる瞬間がある?がこの時Aは加速中Bは減速中でA,Bは同じ系とは言えずゆえにAB間距離は2光年にはならない。 A,Bの立場でA,Bの加速(加速開始から終了まで)を同時にすることはできない。 後半でまたわからなくなりました。 >棒自身からみた棒の長さが常に2光年… 棒自身からみた棒の長さを常に2光年にする方法があるということですが、A,Bを棒の両端とすると、Aも棒の一部であり、ということはA地点加速終了時にAの立場でBがA後方2光年にあるようにできるということですか。 、B――――――――――――――――――――A 、         ←C         ←D

noname#233823
noname#233823
回答No.26

> 同時と同時刻を混同したことはないと思いますが。 ないと思うだけではダメなんだよ。その傍証に、同時と同時刻が何を示すか言っていないことが挙げられる。 BがCより下がる、なんてことは同時について混乱していることがあるようだよ、というのが既出回答の一つだ(二度目、ではないな)。誤解の細部までは分からん。上記のように、あなたが説明できていないからね。あちこちで「同時」「同時刻」を使うなら、あなたがどう定義しているかくらい、明確にしておく必要があるよ。 回答がないと悩んでいるようだが、それはあなたが問題設定できていないからだ。長文書いても定義が曖昧ではどうにもならんのよ。今まで、知識不足だろうと配慮して、こちらから設定したり、部分的に留保したりしたが、全て無駄だったからね(かえって、不当に噛みつかれたような気もする)。 そういう点からすると、別のアドバイスもあり得る。「はっきり定義したまえ」だ。自然言語での記述であっても、全ての用語を正確に定義するとよい。定義してみると、あなたが何を誤解していたか、あなたにも分かる可能性はあるだろう。 その他のことは読むに値せん。何度も言ったけどね。それでも、例えば同一長文連呼について、真摯に弁明し、再発防止策を述べて確約するなら、方針は変えても良い。あなた次第だが、真摯かどうか等はこちらで判断する。それまでは、さっと眺めるくらいしかできんよ。無駄手間は嫌いなんでね。

noname#255227
質問者

お礼

ご回答ありがとうございました。

noname#255227
質問者

補足

eatem27bさんの回答を参考にして各ポイントの図を書いてみます。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B                    A 、C                    D ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B→                   A     B加速時の 、C                    D     A,C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、          B→         A→    A加速時の 、C                    D     C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B                    A  A,B加速中(速度0.433c 、 ←C                 ←D  時点)のAの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、         ←B          A     A加速後の 、         ←C         ←D     Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B                    A     B加速後の ←C         ←D               A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ Aの速度が0.433cの時にAの立場でBは速度が0.433cの時点に戻る。その時A,Bの立場でCD間距離が1.8光年に縮むなら依然パラドクスもどき。 Aが加速を終えた時Aの立場でBは加速前の過去に戻りAの後方1光年に移動した後Aから離れていきAB間距離が2光年になった時にBが加速する。 A加速後のことであるとして、はじめのAB間距離を1光年に設定した場合、以下の異なる条件下でA加速後のAの立場が全く同じになるのですがこれで合ってますか。 静止系でA,Bの加速が同時 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A→             A,B加速時の 、C          D              C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速後の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    A    B加速後の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 静止系でBが先に加速 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A              B加速時の 、C          D              A,C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、     B→    A→             A加速時の 、C          D              CDの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速後の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A              B加速後の ←C    ←D                   A,Bの立場 -------------------------------------------------------------------------------------------------

noname#233823
noname#233823
回答No.25

> Bの後ろの壁WとCの後ろのWが一体のものならAの立場でだけ壁が二つに分かれるという矛盾が生じる。これで満足ですか。元が矛盾だから当たり前でしょ。 そうだね。壁が1つのでかいものなら壊れてしまう。動いたら壊れていて、動いてないと壊れてない壁なんてありえないよね。 だから言ってるんだけどね、加速開始のタイミングだけだと。Cより後ろがない設定で、Cより下がるわけがない。それなら、加速開始が遅いんだ。当たり前で納得できる話であろう? 要はあなたの相対論の扱いが間違っているわけ。言い換えれば、何度目になるか忘れたが、相対論にない前提を置いちゃっているわけ。 > 双子のパラドックスについて「兄弟が再開した時にお互いに相手の方が若いなんて言ってる時点でダメなんだよ。相対論はそんなことは言ってない。こんなのはパラドックスもどきだ」と一言でも言ったらパラドックスを全く理解していないことになります。 そう言った人に言うんですな。もちろん、互いに相手のほうが若いなんてことは起こらない。若いのは宇宙船で往復したほうだ。いろんなところで完全に解かれているよね。一般相対論でも確かめる人もいる。一般相対論は特殊相対論を含む理論なんだから、同じ結論が出る。これも当たり前の話。 特殊相対論で言えば、「パラドクスが起こるように思えたのは、同時刻の相対性を考慮してないから」というに過ぎん。特殊相対論関係のパラドクスは、ガレージ問題含め、ほとんどが「同時刻の相対性」を考慮していないことによる誤解だと示される。誤解なんだから、パラドクスもどきと言ってもいいかもしれんな。 しかし、私があなたの設問に対して言うパラドクスもどきは意味が違うことに留意してもらいたい。相対論にないことを言いだした点で「もどき」なんであって、何かを考慮し忘れたものではない。相対論にないことを前提に、爆発のタイミングを云々しているわけだよね? 質問としては「後ろに行っちゃうんですけど、どこで間違えたんでしょう?」ではない。 私に対しても必死といっていいくらいの勢いで、BがCより後ろに行くことを前提とするよう連呼していたではないか。「後ろに行っちゃうんですけど、どこで間違えたんでしょう?」という質問を新たに行うなら、対処してくれる人もいるかもしれんな(私はあなたの言動からして、もう新質問に付き合うモチベーションはない)。 なお、この場で追加質問せんように。「通報する」をクリックしても分かるが、質問中で追加質問するのは禁止事項のようだ。追加質問は処分される恐れがあるし(軽い措置なら削除だろう)、追加質問に答えたら私まで処分対象になりかねん(軽い措置で削除としても、労力が無駄になる)。 > 「BがCより後ろに行くなんて言ってる時点でダメなんだよ……」 その通り、駄目だよ、という話をしているわけ。一度もCより後ろに行っていないBが、観測者によってはCより後ろに行くなんて理論(数式)はないの。何度もそう言ったはずなんだがね。 > 私の質問は「前提に従ったらBがCより後ろに行くという矛盾が生じてしまいました。相対論はそんなことは言っていないはずなのでどこに間違いがあるのか教えてください」というものです。 もう教えたはずだけどね。Bが過去に戻って加速開始が遅れるとね。Aがずっと先に行って、Cがローレンツ収縮で計算しただけの距離が離れたとき、Bが加速を開始するわけ。BがCの位置までは下がってよい。だけどCよりも下がるような物理理論はない。 ポイントとしては「どういう同時?」かもしれんね。このときの「同時」(2つの時計が示す時刻、観測者が2つを同時に見る等々)が何かを、あなたがどうしても理解できないようなんで、こちらとしてもどうしてやりようもないわけなんだよ。 しかし、あなたは静止系からの同時発進の2機のロケットのパラドクスは理解しているという。それでもなお、上記が理解できないでいるから、なおさらどうしようもないわけなんだよ。 こちらとしても手は尽くした。計算はできないと言うから、数式は避けた。部分的に絞って間違いに気が付けるよう、解説し誘導もした。別のことを言い出すから、全体的な解説もした。それも必要とされる相対論の(義務教育終了者なら分かる)数式及びその定性的な見方もね。全部、あなたの質問に答えるためだよ。 しかし、あなたは一歩も進まない。他の方の良回答を見てもろくに反応もできていない。同じアドバイスを繰り返しておこう。「わかる相対性理論」(アベリヤノフ著)を読んでご覧。数式はノートに書き写し、数式の各項、及び式変形が図の何と対応しているかをしっかり見つつ、だよ。それが「(数式のある)教科書を読む」という行為だ。ささっと目を走らせても(つもりとしては、しっかり黙読でも)、無駄に終わろう。

noname#255227
質問者

お礼

>「後ろに行っちゃうんですけど、どこで間違えたんでしょう?」という質問を新たに行うなら これは追加質問ではありません。初めの質問をあなたの言い方で言い換えただけのものです。 >もう教えたはずだけどね。Bが過去に戻って加速開始が遅れるとね。Aがずっと先に行って、Cがローレンツ収縮で計算しただけの距離が離れた時、Bが加速を開始するわけ。 静止系でBが先に加速してもA,Bの立場でA,Bの加速を同時にすることはできないということですか。でしたらどうしてはじめにそう言わなかったのですか。 しかしMathmiさんののグラフではやはりA視点でA,Bの加速が同時に見えます。 静止系でA,Bの加速が同時 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A→             A,B加速時の 、C          D              C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    A    B加速時の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 静止系でBが先に加速 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A              B加速時の 、C          D              A,C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、     B→    A→             A加速時の 、C          D              CDの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A              B加速時の ←C    ←D                   A,Bの立場 -------------------------------------------------------------------------------------------------

noname#233823
noname#233823
回答No.24

いくつかの点だけね。 > ご退場願ったはずですが。 それができるのはこのサイトの運営者だけだよ。世界が自分を中心に回っているような感じがするのかね? あるいは自分の質問だから自分の思い通りにできるような気がしているのかね? ここはね、質問者も回答者も運営さんが用意した場所を借りているだけなんだよ。何らかの要望があるなら、運営さんに依頼するか、設置されたサービス内でやるんですな。 > 1機の長いロケットの立場でロケット全体を同時に加速させるという話についてあなたの言う通り本を読めばわかるのでしょうがもしよかったら教えていただけないでしょうか。 駄目だよ。書籍の著作権問題といったことではない。たとえ一から十まで学んだとしても、自分が理解したことを自力で述べる分には問題ない。学問ではね。 あなたは2機の時間差発進程度で躓いている。それでは紹介してあげられないわけ。それと、ここでは追加質問はNGらしい。ネットで探すか、新たに質問を立てるか、適当にやることですな。 それ以外の抗弁らしきものはは一顧だに値しないよ。なぜそんなにしてまで、当たり前のことを当たり前に受け取らないのかは知らないけどね。関知もしない。相間さんとしても、過去類例以上のことはないしね。 ちなみに、補足・お礼欄もざっと眺めるくらいしかしていない。私が怠惰なのではないことに注意してもらいたい。多数の同一コピペ投稿されては、そうもなる。あなたに起因するので、不満ならあなた自身に言うとよろしかろう。 忘れないよう、私の見るところでは最も大事な、あなた自身が正すべき点を繰り返しておこう。 > この時Aの立場ではBは2光年後方にありCは1光年近づいて1光年後方にあり、 > ---------------------------------------------------------------------------------------------------- > 、B■                    A     A,B加速時の > 、        ←▲C         ←D     Aの立場 > ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 繰り返すようだが、こんなことが起こるとは相対論は言っておらんよ(Bの加速が遅れる、ならある。ただしAとBの船内時計は同じ時刻を示す)。相対論が言っていないことを相対論のパラドクスとすることはできん。あなたの独自理論のパラドクスと言うしかないが、あなたの独自理論は現状、全く不明だ。 それでも、何度目かのアドバイスをするなら、ここを直せば、直すために習得した知識や考察が幸いして、解決するんじゃないかね。単なる勘だけどね。これも繰り返しだが、「同時」というのが、「ある観測者から見て同時」というのと、「時間差があるんだけど2つの時計では同時刻(2つの時計はずれている)」というのは厳密に区別しなさい。でないと間違う。既にあなたは何度も間違っているにも関わらず、その2つをきちんと区別した解説のほうを間違いだと思い込んでしまっているよ(おそらく、質問文を書くのに参考にしたらしい資料でもね)。 それと、他の方のせっかくの良回答にいやに素っ気ないじゃないか。非常に短い文章しか書いておらん。一般の目からは、極めて無礼であるか(他の方へ含むところがありそう等)、もしくは私に粘着している薄気味悪さを感じてしまうかもしれないよ?

noname#255227
質問者

お礼

同時と同時刻を混同したことはないと思いますが。 加速したA,Bの立場ではAの時刻が進みBの時刻が遅れるがこれがA,Bにとっての同時であり同時刻は同時ではない。間違ってますか。 都合の悪いところは相変わらずスルーですね。 >ちょっと絶望的だと思うよ?加速してもしなくても2光年、ではね。 はじめのAB間距離の設定は作図上の都合により前提4では1光年、前提1~4に基づくパラドックスでは2光年になっています。前提4(Bが先に加速せず静止系でA,Bの加速が同時)でA,B間距離を2光年に設定した場合、Aの立場では自身の加速時にBとCが1光年後方まで近づきB,Cが離れて行ってAB間距離が4光年になった時にBが加速します。 Mathmiさんから送っていただいたA視点のグラフでは先に加速したBが近づいてきてAB間距離が1光年になった時にAが加速した瞬間Bが後方2光年に移動しています。実際にはそんなことは起こっていないとも言っていますが。私が図を読み間違えているのかこの時Cが4光年後方に移動してCD間距離が4光年になったように見えるのですが。A視点なので加速前にAと同位置にあったDは加速後も(ほぼ)同位置にあります。A視点でCD間距離が1光年なら私の主張と同じになると思うのですが。

回答No.23

特殊相対論では何と何が同時であるかの基準は、考えている慣性系の速度によって変わります。 加速度運動する系を考えると、当然速度が変わっている訳ですので、 ・加速度運動を始める直前に考えている同時 ・加速度運動をしている間に考えている同時 ・加速度運動を終えた後に考えている同時 は3つとも異なります。 だから「加速度運動をしている人から見て同時だ」と言いたいのであれば、どの瞬間で考えたときの同時だと言っているのかを間違わないようにしなければいけません。 >Bが先に加速してAB間距離が1光年になった時にAが加速する という方法でA,Bが加速したのであれば、 >A,Bの立場でA,Bの加速が同時になる というのは確かに「正しい」のですが、ここでいう同時というのは加速中(より具体的には速度0.433cで運動する系)の同時の意味です。 貴方はおそらく加速後の意味だと思われているのだろうと思いますが、この部分の理解が間違っているから様々なパラドックスが発生しているのでしょう。 加速後のA,Bの静止系においては、過去の回答にもあるようですがAの加速が先に行われます。 Aの加速直後はこの系においては          ←B          A               ←C         ←D      のようになります。AB(CD)間の距離は1光年です この1.155年後にBが加速(この系に対して静止)するわけですが、この時は以下のような配置になっています。  B                   A ←C        ←D          AB間の距離は2光年、CD間の距離は1光年です。

noname#255227
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 先にお礼だけ述べておきます。よく読んでから返信したいと思いますのでよろしくお願いします。

noname#255227
質問者

補足

返信遅くなり申し訳ありません。 親切でわかりやすい回答ありがとうございます。 >ここでいう同時というのは加速中(より具体的には速度0.433cで運動する系)の同時の意味です。 この条件ならA,BあるいはAの立場でA,Bの加速が同時になるのですね。この時Aの立場でAB,CD間距離はどうなりますか。AB間距離は2光年、CD間距離は0.9倍の1.8光年になりますか。また馬鹿なことを言ってたらすみません。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 、B                    A  A,B加速中(速度0.433c 、 ←C                 ←D  時点)のAの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ もう一つ確認したいことがあります。 >貴方はおそらく加速後の意味だと思われているのだろうと思います A加速後のことであるとして、はじめのAB間距離を1光年に設定した場合、以下の異なる条件下でA加速後のAの立場が全く同じになるのですがこれで合ってますか。 静止系でA,Bの加速が同時 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A→             A,B加速時の 、C          D              C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    A    B加速時の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 静止系でBが先に加速 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A              B加速時の 、C          D              A,C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、     B→    A→             A加速時の 、C          D              CDの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A              B加速時の ←C    ←D                   A,Bの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 回答お待ちしています。よろしくお願いします。

noname#233823
noname#233823
回答No.22

もう少しアドバイスしておこうか。質問文にある設定で、以下を加えて考察してご覧。定性的でもなんとかなるだろう。 B(とC)のすぐ後ろに壁を置いてごらん。ついでに、さらに後方に0.5光年ごとに壁を置いてみてもいい。 Bが壁を通り抜けたり、面白い現象になると分かると思うよ? 通り抜けられない普通の宇宙船だと、がっしゃーんと壊れてしまう。壁の代わりに宇宙船にしてもいい。Aが加速した途端、さらに後方の宇宙船は驚くだろうね。突如、近くにBが現れたりするからだ。 もちろん、普通に相対論を使うとそんなことは起こらない。そんな不思議で奇妙な理論ではないからね。相対論は極めて常識的な理論なんだよ。言い換えると、数式に出てこないことは起こらない。 繰り返すようだが、私は議論も交渉もしていない。できないんだよ、相対論は既に出来上がった理論だからね。これがもし、SF考証考えたい、ということなら、あなたの希望にできるだけ即することはできたかもしれない。だけど、仮にフィクション用であっても科学考証であるわけ。 相対論はこうなってます、以外は答えようがないわけだ。

noname#255227
質問者

お礼

双子のパラドックスについて「兄弟が再開した時にお互いに相手の方が若いなんて言ってる時点でダメなんだよ。相対論はそんなことは言ってない。こんなのはパラドックスもどきだ」と一言でも言ったらパラドックスを全く理解していないことになります。「BがCより後ろに行くなんて言ってる時点でダメなんだよ……」 私の質問は「前提に従ったらBがCより後ろに行くという矛盾が生じてしまいました。相対論はそんなことは言っていないはずなのでどこに間違いがあるのか教えてください」というものです。 あなたには何度も図示をお願いしましたがとうとういただけませんでした。ところがeatem27bさんはその図を送ってくれました。あなたがいかにまともに答える気がないかこれでわかりましたか。 >B(とC)のすぐ後ろに壁を置いてごらん。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- WB                    A WC                    D ---------------------------------------------------------------------------------------------------- WB→                   A     B加速時の WC                    D     A,C,Dの立場 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- W          B→         A→    A加速時の WC                    D     C,Dの立場 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- WB                    A     A,B加速時の 、        ←WC         ←D     Aの立場 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Bの後ろの壁WとCの後ろのWが一体のものならAの立場でだけ壁が二つに分かれるという矛盾が生じる。これで満足ですか。元が矛盾だから当たり前でしょ。 お礼コメントは時間単位ではなく一日単位でしていますのでよろしくお願いします。

noname#233823
noname#233823
回答No.21

質問文では、あなたはこう言ったね? > Bが先に加速してAB間距離が1光年になった時にAが加速するとA,Bの立場でA,Bの加速が同時になる。この時Aの立場ではBは2光年後方にありCは1光年近づいて1光年後方にあり、 Bが加速したらCより前に出る。Bは一度もCより後ろに下がったことはない。Aもそのことは承知している。ところが、あなたは続けて、Aが加速した途端、BがCより後ろに行くと言ってしまっているよね? 距離が(Cより後ろの)2光年と思うんだよね? しかし、2機のパラドクスでは、 > 2機のロケットのパラドクス=前提4=静止系の立場でA,Bが同時に加速=A,Bの立場ではAが先に加速してAB間距離が2光年になった時にBが加速として何度も図を提示してますよね。 となることは分かるんだね? Bが先に加速しなかったら2光年なんだと分かるんだよね? Bが加速する前、先の設定であれば、Cと同じ位置にいるBが2光年だと分かるんだよね? そもそもね、「同時に加速」がいっぱいあるわけだよ。静止系、宇宙船A、宇宙船Bなどだ。あなたは私が「同時に加速」と言っているとき、どれ基準だと思っているのかね? あなたが質問文でそういう複数種類の「同時に加速」を使っているわけだよ。 が、まあよい。「相対論の正しい間違え方」は読めるか思い出せるかするということなので、あなたが時間さえかけて読み解けば、解決するであろう。もしその書籍が分からんようなら、先に紹介した「わかる相対性理論」(アベリヤノフ著)で、特殊相対論の基本的なアイデアを理解し、双子のパラドクスの解法のところも読んで理解するとよかろう。

noname#255227
質問者

お礼

ご退場願ったはずですが。 >ちょっと絶望的だと思うよ?加速してもしなくても2光年、ではね。 はじめのAB間距離の設定は作図上の都合により前提4では1光年、前提1~4に基づくパラドックスでは2光年になっています。前提4(Bが先に加速せず静止系でA,Bの加速が同時)でA,B間距離を2光年に設定した場合、Aの立場では自身の加速時にBとCが1光年後方まで近づきB,Cが離れて行ってAB間距離が4光年になった時にBが加速します。 Mathmiさんから送っていただいたA視点のグラフでは先に加速したBが近づいてきてAB間距離が1光年になった時にAが加速した瞬間Bが後方2光年に移動しています。実際にはそんなことは起こっていないとも言っていますが。私が図を読み間違えているのかこの時Cが4光年後方に移動してCD間距離が4光年になったように見えるのですが。A視点なので加速前にAと同位置にあったDは加速後も(ほぼ)同位置にあります。A視点でCD間距離が1光年なら私の主張と同じになると思うのですが。 eatem27bさんはおそらくあなたと同じく正しいことを言っておられると思うのですが私の理解力では同じく理解できません。 質問はわからないからしているのです。何がわからないのかもわからないときもあります。 1機の長いロケットの立場でロケット全体を同時に加速させるという話についてあなたの言う通り本を読めばわかるのでしょうがもしよかったら教えていただけないでしょうか。 まず2光年の長さのロケットに適当に等間隔にエンジンを取り付けます。普通に同時に全てのエンジンに点火するとロケットの立場では前のエンジンから点火されることになってロケットはバラバラになる。静止系視点では普通に全エンジンが同時に点火されただけなのにロケットがバラバラになって不思議(ロケットを構成する分子間の間隔が開いて分子間力が弱まるということでしたっけ)。 ロケットの立場での全エンジン同時点火について何がわからないのかもわからないのでどういうことになるのか(特に静止系視点で)教えてください。あなたにとっては常識で今さらそこかよかもしれませんがどうかよろしくお願いします。 お礼コメントは時間単位ではなく一日単位でしていますのでよろしくお願いします。

noname#233823
noname#233823
回答No.20

> どうでもいいことですが「相対論の正しい間違え方」という本についてはここでは私の方が先に「紹介」しているのですが。この本は改定されているのですか。確かこの話はロケットではなく列車だったと思いますが。熟読したわけではないのでうろ覚えですが。 これね。はい、証言して頂けましたね。最初のは読めとしか言ってなかったということも不安点だった。 しかし、改訂云々まで言うんなら間違いあるまい。では熟読してください(にっこり)。そこに書いてあるよ、確か。乗り物全体の同時加速について、だな。 で、思い出せると思うんだけど、列車なりロケットなりの最後尾が後ろへ吹っ飛んだりしてたかね? 覚えてなきゃ、読み直すとよろしい。ネットで探してもいいよ。読んだことあるんなら、同じものだと分かるであろう。

noname#255227
質問者

お礼

BがCより突然後ろに吹っ飛ぶなんてことはないのだよと言うのでではどうなるんですかと聞けばまずBとCは同位置のまま一旦Aから1光年のところまで近づいてそれから同位置のまま離れていきAB間距離が2光年になった時にBが加速すると言うからそれは静止系でA,Bの加速が同時の話じゃないですか。私が聞いているのはA,Bの立場でA,Bの加速が同時の場合についてです。A,Bの立場でA,Bの加速が同時の話は一度も聞いていません。

noname#255227
質問者

補足

>いいかい、何度も言うようだがBは動かないんだよ。単に加速するタイミングが遅れるだけ。そのタイミングとは、静止系からローレンツ収縮で計算した距離までAB間が開いた時。 2機のロケットのパラドクス=前提4=静止系の立場でA,Bが同時に加速=A,Bの立場ではAが先に加速してAB間距離が2光年になった時にBが加速として何度も図を提示してますよね。私とあなたが全く同じことを言っているのが理解できないのですか。私ごときが作った図賢いあなたなら簡単に書けますよね。これはA,Bの立場でA,Bの加速が同時ではない図です。あなたが考えるA,Bの立場でA,Bの加速が同時である図を書いてください。のらりくらりの言い逃れはいい加減にしてください。 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B          A 、C          D ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B→         A→             A,B加速時の 、C          D              C,Dの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、    ←B     A              A加速時の 、    ←C    ←D              Aの立場 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 、B                    A    B加速時の ←C    ←D                   A,Bの立場 -------------------------------------------------------------------------------------------------

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    「時刻t=0にx軸上の原点から、x軸の負の方向にAくんが毎秒光速の90%の速度(以下、0.9cと書く)で等速直線運動を始め、同時にBくんはx軸の正の方向に毎秒0.9cの速度で等速直線運動を始めるとすると、Aくんから見たBくんの相対速度は1.8c(光速の1.8倍)となり、光速を超える速度は存在する。」 この文章はどこが間違っているのでしょうか。 相対性理論が絡んでくるのは間違いないと思うのですが、私は相対性理論についてはよく分かりません。 誰か、このパラドクスを解決していただけないでしょうか。 高校の物理の先生にこの問題を教えられてから今日に至るまで解決できていません。 ただ、数式とかはよく分からないので、数式抜きで説明していただければ幸いです。 わがままで本当にすみません。どうぞ、よろしくお願いします。

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    「双子のパラドックス」について疑問に思ったので質問させて頂きます。 ・地球から見て光速の90%の速度で等速度運動をする兄の乗った宇宙船から、さらに兄の乗った宇宙船視点で光速の90%まで加速するロケットAを発射した場合 →地球から見ると「兄の乗った宇宙船」は光速の90%に達しており質量が増加している。「兄の乗った宇宙船」を基準としてさらに光速の90%まで加速するロケットAを射出するならロケットAの質量はさらに増加すると思われますが、地球出発前に測定したロケットAの質量は「兄の乗った宇宙船」視点と地球視点で違うものなのでしょうか?

  • ERPパラドックスの本当のところ

    ERPパラドックスについて興味を持ち調べてみました。 ここでのERPパラドックスとは、原点からスピン状態が真逆の粒子が生成され、片方(仮に粒子Aとする)が+X方向に、もう片方(仮に粒子Bとする)が-X方向に飛んでいき、光速度での瞬時の情報伝達が不可能なほど(たとえば100万光年)距離が離れた後に、片方(粒子A)のスピンの上下状態を観測すると、距離に関係なく、もう片方(粒子B)のスピン状態が決まるというものです。 調べてみると、 ・そのようなことは、二つの粒子間があまりに離れすぎているので、対になる粒子同士を同定して観測することは、検証不可能であり、気にすることはない。 ・二つの粒子間は、量子チャネル?でつながっており、距離に関係なく、片方の状態が決まれば、もう片方の状態も決まるように振舞う。 ・けっきょくのところ、まだよくわかっていない。 というようなスタイルがありました。 数式の出ない物理本も購入したのですが、上記のように本によって説明が異なっていました。 実際のところ、現在の物理学ではこのパラドックスに対してどのようなスタンスを取っているのでしょうか? お詳しい方、宜しくお願いいたします。

  • 相対論

    大阪のラジオ局から3時の時報。 東京に受信機 B地点も同時に3時の時報 **B地点は大阪から東京を結んだ延長線上の同距離にあります。 Q1 東京で3時の時報は同時に受けるのでしょうか? Q2太陽からの光と乙地点からの光を東京では同時に受けるでしょうか? **乙地点は太陽から東京の延長線上の同距離にあります(発光時ということ)

  • 相対運動と相対速度について概念が解らなくなったので教えてください。

    相対運動と相対速度について概念が解らなくなったので教えてください。   (1)物理学上、宇宙空間と時間の進行だけがある場合、そこで座標を定義することは    できますか?(幾何学的な仮想座標系ではなく)   (2)この宇宙空間に宇宙船Aが一機だけあるとします。    このときは宇宙船Aのどこかを原点として座標系を展開できます。    ただ宇宙空間にぽつんと一機あるだけなのでAが空間に対し動いているか否かは不明です。        この場合自分自身の座標系上で、ある時間内に自分が元の位置から相対距離でどれ    くらい動いたか?を計れますか?    (予め加速などから逆算できるような計測装置は積んでいないとして)    それとも原点の位置に別の何らかの目印を置いてからでないと無理ですか?   (3)宇宙船Aに宇宙船Bが近づいているとします。     AB相互の相対距離と接近の相対速度は相互の座標系で計れるとします。     このとき宇宙空間から見た場合、          a. Aが静止でBが速度Vで接近している。          b. Bが静止でAが速度Vで接近している。          c. AもBも動きながら接近している。それぞれの速度はVa、Vbである。              の何れかを判定する方法はありますか?     また宇宙空間に対してAとBが動いているか否かを知るにはどうすればよいですか?   (4)もし宇宙空間に原点が見つからず座標を定義出来ないとすれば、宇宙空間に対して     何かがどれくらいの速度で動いているということをどうやって計測すればよいですか?        (5)宇宙では「銀河系」が「銀河団」に引き寄せられその「銀河団」がまた「超銀河団」に     時速XXkmで引き寄せられていると聞きました。         このときの時速XXkmとはどこの座標系を基準にで計ったものですか?