ウラシマ効果と賞味期限

質問

光に近い速度で物体が動くと、その物体上での相対的な時間の進み方が小さくなるとは思いますが、
物体自体の変化も小さく（遅く）なるのでしょうか？

例えば、お菓子の賞味期限が１０年だったとします。
ヨードンで一方（Ａ）は地球上にそのまま、一方（Ｂ）は光に近い速度で移動させます。
Ｂと一緒に行動していた人が５年経ったと思った時点で、地球に帰っててきたとき、地球上では１０年経っていました。

このとき地球上のお菓子Ａは賞味期限が切れてます。
Ｂは相対的には５年しか経ってないですが、結果的に腐敗の進行度は１０年経ってるので、
ＡＢ共に賞味期限が切れたことにはならないのでしょうか？

同じような現象で人間も帰ってきたとき、帰ってきたほうが３０歳、同じ時に生まれた人が地球上では６０歳になってますが、
３０歳の人は自分では３０年しか経ってないと思っていますが、肉体自体は６０年経ってるような気がします。

だから映画などで同じ歳の人が帰ってきたら、自分より随分若かった・・・という感じではなく
実際には見た目は同じで、帰ってきた人が３０年しか経ってないと感じてるだけのような気がします。

尚、数値などの設定はわかりやすくしてあるので、実際とは全然関係ありません。
あと、物理の人間ではないので、あまり難しい言葉はわかりません。

回答No.1

tatsumi01 · ベストアンサー

ウラシマ効果は言葉だけで、実際には光速度近くで運動して帰って来たとき大幅に若返るのは困難です。

なぜなら、いきなり地球に対して光速度で運動できるわけではなく、徐々に加速してでないと光速度には到達できません。地球に帰るためには方向転換して（このこと自体容易ではありません）から、徐々に減速して対地球速度をゼロに近づけます。加速と減速で、時間短縮と時間延長が相殺し合うので、ウラシマ効果は単純な計算では出ません。ただし、複雑な計算をすると確かに僅かながら若返り効果が出るそうです。

仮に、光速度近くで運動して、帰ってきたら地球の人より３０年若いとします。そのときは肉体の老化も進行していないので、やはり若いでしょう。食料の賞味期限が切れていないなら食べても問題ありません。食料を構成する原子そのものの時間が経過していません。

お礼

単に時間とともに物質自体の変化も遅くなるということですね。
とすると余談ですが、ゼッタイ、ゼッタイ無理ですが、ものすごい
スピードでお菓子を振り続ければ、賞味期限も延びるということですね。
同じようにものすごいスピードで手を６０年振り続けたら、肉体は６０歳だけど、振っていた手だけ３０歳相当のピチピチのままということですね。
あくまでその他の条件はまったく無視した上の話で、ゼッタイ無理ですが理論上はそうなる・・。
（なんか変な話で、笑っちゃいますね・・すみません。(^^;　）

回答No.5

moritan2

> 飛行機に乗って時計が・・・というのはないような気がしますがどうでしょう？
> 実際に時間が遅くなり始めるのは、かなり光のスピードに近づいたときと聞いています。
> 飛行機よりもかなり早いスピードのスペースシャトルでも、光のスピードにはほど遠かったと思いますので・・。

そういうことはありませにょ。べつに高速に近い速度でなくても、飛行機の速度で十分時間の遅れは発生します。ただ、原子時計のような精度の高い時計で無いと検地できない時間の遅れになるだけです。
もっと現実的な話では、ＧＰＳが相対論による時間の遅れを考慮して補正して信号を出しています。補正しないと、大きな誤差が出て使えないからです。

お礼

物体が動けばその時点でわずかながらでも遅れは発生しますので、「それはない」という私の発言は間違いでした。
ありがとうございました。

回答No.4

Tacosan

自分に対して相対的に運動していれば, その物体上では相対的に時間はゆっくり進むように観測されます. その結果, その物体の変化も遅くなるように観測されます.
ということで, 「帰ってきた方が 30歳, 地球上では 60歳」ということであれば肉体的にも実際に「帰ってきた方は 30歳の肉体であり, 地球上にずっといた人は 60歳の肉体」になります.
まあ, この手の話では「観測」というのがかなり重要なんですが.
あとついでですが:
双子のパラドックスは「ウラシマ効果 = どちらも相手の方が自分より時間がゆっくり進んでいるはず」というのが根底にあるんですが, よく考えれば「往復するためには途中で力が加わっている」はずでこれを考慮すればパラドックスではなくなります.
また, 「時計に乗って～」というのは, 確か原子時計を使った実験で確認されていたかと思います. これに関連した話題としては GPS の衛星に搭載された原子時計の調節があって, 人工衛星が運動することによる特殊相対論効果と引力が弱いところにいるという一般相対論効果の両方が考慮されています.

お礼

相対的に時間が遅くなったように感じてるわけではなく、全てのことが
その影響を受けるのですね。
ありがとうございました。

回答No.3

tatsumi01

No. 1 のものですが、補足します。あまり、真面目に議論することでもありませんが。

ウラシマ効果というのは、相互に直進運動している一方の地点から相手の地点を見たときの話です。相手から光速度で遠ざかっているときは確かに自分が若返りますが、そのままの状態で地球に戻ることはできません。ドラえもんの「どこでもドア」があって突然地球に帰れ、しかも光速度に近い速度から速度ゼロに一瞬で減速しないといけません。どちらも不可能またはほとんど不可能です。

なお、双子のパラドックスというのもあります。光速度で双子兄弟がお互いに直進運動していて、兄から見ると自分が若返る、しかし弟から見ても自分が若返る。そこで、兄弟が再会したら、一体どっちが年上なんだ、というものですね。これは上に書いたように、直進状態からいきなり再会することはできないんで、ないものねだりのパラドックスです。

菓子や腕だけをブラブラ超高速で振れるとして、これは往復運動ですから直進運動で成立するウラシマ効果が出るかどうか疑問です。往きと帰りで効果は相殺されますから。本当に時間の経過が遅くなるかどうかは特殊相対性原理を適用するにしても、かなり複雑な計算をしないといけないでしょう。

お礼

＞往きと帰りで効果は相殺
たしかにそうですね、安易に発言してしまいました。ありがとうございます。

回答No.2

yappazura

もしかして「4400」ですか？

前にテレビでやっていたのですが、時計をつけて飛行機に乗って移動したら、時計がすこし遅くなっていたらしいです。とても微々たるものですが。
なので、感じ方だけではなく物体の時間も遅くなるということだと思いますので、Bの賞味期限はあと５年となる。はず。

お礼

最初何のことかまるでわからなかったのですが、「4400」っていうＴＶドラマがあるのですね。
（洋もの系は全く見ないので・・・）
飛行機に乗って時計が・・・というのはないような気がしますがどうでしょう？
実際に時間が遅くなり始めるのは、かなり光のスピードに近づいたときと聞いています。
飛行機よりもかなり早いスピードのスペースシャトルでも、光のスピードにはほど遠かったと思いますので・・。
ありがとうございました。

補足

ものすごいわずかな時間で考えたら、全くないとはいえないですね。
失礼いたしました。m(__)m