光速で移動する原子時計が止まる理由

質問

光速で移動する乗り物の客室の原子時計が止まってしまう原因を考えました。水晶の自由電子に、進行方向から静止時の２倍の数の素粒子が２倍の速さで衝突する→８倍の運動エネルギーを受ける→自由電子は素粒子の強風で周回できず、原子核の真後ろで静止する→原子がつぶれる→原子核が振動しない→絶対零度になる→原子時計が止まる。時空を考慮しない考え方ですが、つじつまが合いそうですか。

回答No.1

Nakay702 · ベストアンサー

以下のとおりお答えします。

物体の温度が０°K、つまり、「絶対零度」（−273.15°）になると、全ての粒子は運動を停止しますので、お書きの推論が成立すると言えるでしょうね。
ただし、特殊相対性理論の言うローレンツ収縮の観点からでも説明可能かもしれません。すなわち、高速で移動する慣性系は速度が増すにつれて進行方向のサイズが縮み、
ŕ＝√(1－v²/c²)【ŕはローレンツ因子、vは物体の速度】
がゼロに近づき、時間の進みが限りなく遅れて、移動速度が光速に達すると時間が止まることに（理論上）なるからである、と。
これをより日常的な用語で言えば、物体の質量がすべて運動のエネルギーに変換されて、物体としての存在でなくなるから、と説明できるかもしれません。

補足

私は質量の理解が未だあいまいで、核融合や核分裂の前後で関わった陽子と中性子の数は変わらず、原子核の核子の密度が上がって重量が減少するだけで質量は不変にも感じられます。核融合や核分裂で物質は少しも消滅しないので、エネルギーは物質に転換するし物質はエネルギーに転換するという証明に、E=mc²は無関係なのだろうと思います。光に質量がない、質量がないから光速なのか、光速だから質量がないのか、鶏と卵ですね。光速に近づくと物体の質量が増えるか減るか、野球投手の速球はボールの質量の一部が運動エネルギーに変換されるので減っているのか、何とも悩ましいです。高速でも低速でも質量が不変な方が、数学の苦手な私にはありがたいのですが。ローレンツ収縮を素粒子で説明すると、観光バスの前面に大量の素粒子が高速で衝突するので全長がわずかに縮む感じでしょうか。オランダの数学者の数式を紹介してくださり、ありがとうございます。

回答No.2

薫子（@kao-ruko）

そもそも「時間」というものが存在しないから。

補足

時を超えて永遠の存在は、特に大きな価値があるのですね。無重力空間に光格子時計を浮遊させて宇宙標準時間と定めれば便利そうですが、地球の自転や太陽の周りの公転、月の公転、年月日が実用的なのでしょう。ありがとうございます。