宇宙に時間は存在するのでしょうか？

質問

質問です。

私たちのいる地球では、太陽が昼、月が夜というように我々生物は昼と夜を認識して生きているわけですが、では宇宙の場合はどうなるのでしょう？

それこそ、太陽と月の無い、何光年も離れた宇宙や深宇宙ではどのように昼と夜またはそのほかの時刻を認識するのでしょうか？
そもそも何もかもが規格外の宇宙に果たして時間すら存在するのか疑問に思います。

とある宇宙船内
「ｳｯ、ｱｱｧ……あー、よく眠れた。えーどれどれ、今は2665年3月26日の朝8:30か。えっ、待って、嘘でしょ！？　地球を発ってからもう642年も経ってるの！？　スゲーな！　つい昨日寝たばっかりの感覚なんだけどなー。うわ、まじかー。そうかー……とりあえず、朝ごはん食べるかー。あれ？　てか、あの赤くてでっかい星ってもしかしてペテルギウスじゃね？　歌でしか聞いてなかったし初めて見るけどやっぱりスゲーでかいなー。いやー生で見れて良かった」

よろしくお願いします。

回答No.7

pfarm

時間は、物理的な現象や変化を測定するための基準として定義されます。宇宙に時間が存在するかどうかについては、相対性理論によって説明されています。

相対性理論によれば、時間は物質や重力場によって歪められ、異なる速度や場所にある観測者によって異なる速度で進むことがあります。このため、宇宙の異なる場所や物質によって時間の流れ方が異なることがあります。

例えば、あなたが宇宙船に乗っているとき、地球にいる人とは異なる時間の流れを感じることができます。これは、宇宙船が高速で移動しているため、時間が相対的に遅くなるためです。また、宇宙の極端な条件下では、時間がひずみ、時間の概念自体が破綻する可能性があるという仮説も存在します。

つまり、宇宙の中では、時間の流れ方が異なることがあり、物質や重力場などによって異なる速度で進むことがあります。しかし、時間は宇宙の中で基本的な物理的な現象であり、時間の流れを認識することは、宇宙に存在する生物にとって重要なことであると考えられます。

回答No.6

head1192

まず、「」内のセリフのような状況は生まれない。
時間がそのように進むのはロケットの外にいる人間が見た場合であり、ロケット内部の人間から見ればロケット内部の時間はふつうに進む。
そして高速で遠ざかる地球の時間を遅く感じる。
それが「相対的」ということである。
残念ながら、光速の９９％で移動しても（質量のある物質は光速に達することができない）乗組員はベテルギウスまでの行程の１/８ほどで寿命を迎えることになる。

地球の１日は２３時間と５６分だが、火星は２４時間３９分である。
火星に元からいた生物はその周期にあった体をしているはずだが、地球から移住した生物はしばらく時差ボケに苦しむだろう。

時間を理解したければニュートン以来の「絶対時間」から離れ相対論的時空に踏み出さなければならない。

ミンコフスキー空間というのがある。
簡単に言えば、二点間の距離が
D＝√（ct²-x²-y²-z²）
で定義される空間である。
この空間では、速度を持たない（すなわちｘ、ｙ、ｚ成分がゼロ）物体はct軸つまり時間軸の方向にct²で移動していることになる。

お礼

詳しいご回答ありがとうございました。

補足情報までありがとうございます。

なるほど、「通常」であればペテルギウスまで到達出来ないのですね。

では、途中でワームホールを奇跡的に見つけて奇跡的に潜り抜けたとするならば、この問題も根底からひっくり返り、一気に解決すると思うのですがいかがでしょうか？

回答No.5

eroero4649

地球の一日は24時間ですが、火星の一日は24時間37分だそうです。土星はあんなに大きいのに一日は10時間30分ほどだそうです。早い！
面白いのは金星で、大気がすごく重いので自転がその影響を受けることが分かりました。で、どうやら日によって一日の時間が変わるらしく、金星の一日が何時間なのかはまだ「謎」なんですって。日によって一日の時間が大きく変わるのでは困りますね。月給制で働いたらえらいことになりそうだ。

アインシュタイン先生によると、時間は場所によって変わるそうです。すげー難しい話ですが、分かりやすくいうとSFモノの定番の「宇宙船だと1年の時間が、地球では100年過ぎていた」っていうアレですね。場所によって時間が長くなったり縮んたりするのです。
ただ、宇宙で唯一光の速さだけでは一定で変わらないとアインシュタイン先生はおっしゃっていました。なので宇宙で距離を測るときは「光年」と光を基準にするのです。

＞私たちのいる地球では、太陽が昼、月が夜というように我々生物は昼と夜を認識して生きているわけですが

ノンノン。洞窟や深海では、光が届かない真っ暗な中で生物が生きています。彼らがどうやって時間を認識しているか分かりませんが、彼らは彼らなりの時間間隔で生きているはずです。時間の感覚がないと「そろそろ交尾すっか」というのができないからです。

なお、時間の感覚というものは全く統一されていません。自分の中でさえです。
まずよくあるのが、会議やお説教の時間は死ぬほど長く感じますよね。それだけじゃありません。質問者さん、年々「1年」という時間が短くなっていることを感じていることでしょう。おお、もう桜が咲いたかって。え？香水ってもうそんなに前の曲だっけ？って。
だけど小学生の頃って、1年がめちゃくちゃ長かったじゃないですか。夏休みが大人の8月の3倍はありました。大人になったら1ヵ月なんてあっという間です。

よくいわれるのが、10歳の少年にとっての1年は1/10になるけれど、50歳のオッサンにとっての1年は1/50に過ぎないっていうアレですね。
それがあるから5億年ボタンも押せるのです。

回答No.4

Nakay702

以下のとおりお答えします。

＞私たちのいる地球では、太陽が昼、月が夜というように我々生物は昼と夜を認識して生きているわけですが、では宇宙の場合はどうなるのでしょう？ それこそ、太陽と月の無い、何光年も離れた宇宙や深宇宙ではどのように昼と夜またはそのほかの時刻を認識するのでしょうか？ そもそも何もかもが規格外の宇宙に果たして時間すら存在するのか疑問に思います。
⇒我々にとっての時間は、太陽系の住民として、その太陽や月などの天体の運動、自転や公転、距離や光速などをを基準にして計りますね。ということは、宇宙の別の慣性系では、太陽系とは別の時間が流れていることになります。そして、異なる慣性系の時間は相対的にしか把握できません。「仮に太陽系の時間尺度を使って表せば」という形で認識することになります。それしか方法はありません。

回答No.3

m5048172715

時間 = 前と今で変化があることだから、
エントロピーが大きく（無限大）なってきたら、
変化が無い = 時間が止まるという可能性はあるね。

回答No.2

kabosu2022

国際宇宙ステーション（ISS）は、地球を約90分で1周します。
ということは90分ごとに地球の昼側と夜側を通ることになるので、見かけの1日は90分です。

アインシュタインは相対性理論で、時間の進み方は観測者によって異なると述べています。
宇宙には共通の現在が存在しないため、絶対的な時間も存在しません。
結局時間とは、人間が生み出したただの概念なのです。

アインシュタインの相対性理論である「速く移動するほど、止まっているものより時間の進み方が遅くなる」ことによると、宇宙時間は遅いという結論になります。
もし光の速度の99.5%の速さで移動できたら、止まっている場合より10倍も時間が遅く進む計算です。

ですから、質問文にある「とある宇宙船内」の会話は無理があります。

光が１年かかって到達する距離を１光年といい、光の速さを時速に換算すると時速10億7900万km。
地球からペテルギウスまでの距離は、640光年（測定誤差150光年）です。
つまり、地球を出て、640年寝ていた計算になります。（人間の寿命云々は考えない）
人が８時間寝たとして、光の速さで863200kmの移動距離です。

「つい昨日寝たばっかりの感覚なんだけどなー。」で「あの赤くてでっかい星ってもしかしてペテルギウスじゃね？」はあり得ない！

余談ですが
ベテルギウスと地球の距離は約640光年程度前にはすでに爆発しているのでは？と疑問が出ます。
ペテルギウスが超新星爆発を起こすまでまだ10万年程度の時間が残されていることがわかっていますが、
相対性理論上からは、今、見えるペテルギウスは、地球にとっての今です。
640光年前のペテルギウスではありません。
ただ、多分今のペテルギウスから見えている地球は確かに642年前の地球ですが、そのペテルギウスと640光年前の地球はペテルギウスからみれは同じ時です。
つまりペテルギウスと地球の前後関係は640光年分前後がずれていると考えてください。
そして、今すぐ地球から光速でペテルギウスに旅行に640年かけていくと地球から見えていたペテルギウスから1280年後の今現在のペテルギウスにたどり着けるはずです。
超新星爆発を起こして破片が漂っているだけかもしれません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

分かりやすい内容で理解しやすかったです。

たた、読んでいてきづいたのですが、もし途中でペテルギウスまでのワームホールを奇跡的に見つけて奇跡的に潜り抜けたとするならば、この問題も根底からひっくり返り、一気に解決すると思うのですがいかがでしょうか？

回答No.1

staratras

時間そのものは太陽系（地球・人類）が存在しようとしまいと存在します。中国の古書にあるように宇宙とは時間と空間を合わせたものだからです。「往古来今謂之宙、四方上下謂之宇」（「淮南子」）

ただし、人間が認識する昼と夜は地球の自転によって、太陽が見えたり（昼）見えなくなったり（夜）することによって起こる地球（地上）に特有の現象です。お示しの例のように、地球を離れて宇宙旅行をすれば、そうした現象は起こりませんので地上での暦・時計を延長しない限り、昼と夜は認識できないでしょう。実際に月旅行をしたアポロ計画などでは宇宙飛行士は腕時計をしています。

余談ですが、アシモフの「夜来たる」という有名なSFがあります。ある惑星では６つの太陽がある（６連星系の惑星ということ）ため、つねにそのうちの少なくとも１つが天空にあり明るい昼間がずっと続いていた。このような世界で「夜」が来たらどうなってしまうのか…というものです。