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光より早いもの？光の速さは可変？
Hikaru99の回答
- Hikaru99
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光の速度は、秒速約三十万キロメートル。一秒間に地球を７ 周半もしてしまう、ものすごい速度ですが、光の速度は無限大 ではありません。物体をどんどん加速し続ければ光速を超える ことができるのでしょうか。若き日のアインシュタインも同じ ことを考えたそうです。彼は手鏡を持って自分が光の速さで走 ると、自分の顔から出た光は自分と同じ速さ（光の速さ）で進 むのだから、鏡には自分の顔が映らないのではないかと考えた のです。しかし、それは、光が止まってしまうのと同じことに なるので、そのようなことはありえないと考えました。同じ頃、 移動している光源からでる光の速度は（光源の速度＋光速）に はならないことを実験で証明されました。動きながら光を見て も、光源が動いていても、光の速さは同じだったのです。つま り、光源や見ている人がどのように速く動いても、常に光速は 秒速約三十万キロメートルで変わらないことがわかったのです。 ところで、物体を光速で動かそうとする場合に、質量につい て避けられない問題点が生じます。仮に光速に近い速度で飛ぶ ロケットを開発したとします。ロケットの速度を光速に近づけ ようとすればするほど、加速するために必要なエネルギーが増 えて、どうしても光速まで到達できません。加速に必要な力が 増えるということは、ロケットの速度が速くなるに従って、ロ ケットの質量が増加すると考えることができます。実際、電子 や陽子の加速器で光速に近くなるまで加速すると、加速するた めに加えたエネルギーは質量を大きくするのに使われてしまい、 決して光速にできないことが知られています。このように、エ ネルギーと質量が等価であり、速度が増加すると質量が増加す ることをアインシュタインは有名な相対性理論で示しました。 それから、時間についても問題点があります。仮に、地球か ら光速に近い速度で離れているロケットに向かって、地球から 光を送ったとします。ロケットに乗っている人が光の通過する 速度を測定しても、光は秒速三十万キロメートルで一瞬に過ぎ ていくように見えます。しかし、ロケットは光速に近い速度で 飛んでいるわけですから、ロケット内の時間の流れが、地球と 比較してゆっくりと進んでいなければ、光速度一定のつじつま が合わなくなります。ロケット内と地球では、それぞれ異なる 時間の物差しを持ち、時の流れが同じではなくなっています。 物体が光速に限りなく近づくと、外にいる人から見ると物体内 の時間の進み方が限りなく遅くなり、仮に光速を超えると時間 の概念が崩れることになります。 物体が光速に近づくと、物体の質量が無限大に近づき、時間 の壁という障害が出てきます。それらが崩れない限り、物体が 光速を超えることはできません。 私たち人類にとって未知なことがたくさんあります。物体の速 度が光速を超えるという大発見はありえないとは言い切れない でしょう。 参考：光と色の100不思議（東京書籍）
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