光速移動と時間の流れ

質問

3.0x10~8という光の速度で移動すると、その物体の時間は停止すると聞きます。

相対理論はよく分からないのですが、遺伝的なものを除いて考えると、
同じ条件の人でも、常に走っている人、常に電車に乗ってる人は、
常に座ってる人に比べて老いが遅いのでしょうか？
常に座ってる人視点でお願いします。

そもそも光の速度で移動とは何と比べて移動することを指すのでしょうか？
逆に言えば、私達は座っている際、光に対して光速で移動してると考えられますが、
この場合は光に取っては私達の時間が停止してるようなもので、
私達が移動すると光も私達の時間も動き出すのでしょうか？

光の速度で移動は不可能と聞きます。
たとえばもし双子の兄弟がいて、片方が地上に残っていて、
もう片方が光速に近い速度で地球の周りを回転していた場合、
地上視点で、20年後２人の見た目の年齢は変わりますか？

回答No.7

markx01

NO.6さん　逆です。一般的な地球条件下での【老い】と
質問者様の「光速移動と時間の流れ」では
解凍条件が異なります(それは単に疲労による老化加速でしょう)。

(1)　3.0x10~8という光の速度で移動すると、その物体の時間は停止すると聞きます。＞＞
(2)　光の速度で移動は不可能と聞きます。＞＞
　例：宇宙船が一隻あります。エンジンは毎秒１０ｍの割合で加速
　　　一年後＝１０ｍ×６０秒×６０分×２４時間×３６５日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝秒速約３１万５千Km
　　　光の速度は３０万キロですから、計算上は越えていますよね？
　　　しかし実際は実現不可能なのです（特殊相対性理論）。
　ナゼか？？？
　　　宇宙船の質量１トンとして考えます。
　　　加速を続け速度が光速度の90％に達したとき、宇宙船の質量は
　　　２．３トンまで増加します。速度が光速度の99％に達したとき、
　　　すでに宇宙船は７トンにまで質量が増え、99.9％になると
　　　２１トンとなるのです。容易に想像できると思います
　　　出力が一定なら質量が小さいほど(軽量)加速率は高く、
　　　大きいほど(重い)加速率が低いという法則です。（加速度の法則）
　　　※注＝質量は増えますが大きくなるわけではありません
　　　結果、加速エネルギーは膨張エネルギーに変換され
　　　光の速度に達するのは不可能　　とされているのです。

速度と時間の遅れについて
　例：宇宙船が一隻あります。
　　　◎秒速２０キロで動くとします
　　　　地球での１秒＝ロケット内　約0.999999998秒
　　　　16年間ロケットに滞在しても１秒しか差はありません。
　　　◎光の半分１５万キロで移動した場合
　　　　地球での１秒＝ロケット内　0.87秒　　
　　　◎光速度の９０％で移動した場合
　　　　地球での１秒＝ロケット内　0.44秒

回答No.6

debukuro

速く運動している人とほとんど動かない人との老いの速さの違いということだと速く運動している人の方が老いは早いです。
両方が互いに相手の時計を見ると相手の時計が遅れて見えますが戦闘機などで速く運動している人は体力の消耗が激しいので老いは早くなります。
時間の遅れは光速度の半分で運動しても０．８６６でしかないのです。
そこまで加速すると体力の消耗が大きくて時間の遅れなんかふっとんでしまうのがお分かりと思います。
重労働は老いを早める　( ≧Д≦；)

回答No.5

NAZ0001

この質問については、相対性理論を勉強すれば解決されます。
一般相対性理論は、数学的な部分が難解ですが、特殊相対性理論なら、高校生でも十分理解できます。何が特殊化というと、「条件を限定した」という意味です。数学的にかなり簡潔になります。

「相対性理論」の名前の意味ですが。
すでに質問文で疑問に感じられているように。「場所や速度は、絶対的なものではなく相対的なものである」というところから来ています。また、時間の流れについても、絶対的な時間は存在しません。

双子のパラドックスについては、一般相対性理論の世界になります。

回答No.4

noname#58790

＞少なくとも、互いに等速度運動をしている限りでは、お互いに相手の老いが遅く見えます。

素晴らしいですね。
運動は相対的だからです。

しかし、
運動は相対的ですが、「運動量」は相対的ではありません。

「こう見えるの」は、「運動量」を相互で計算する事によって違う結果になるのです。
それで年齢が違うの。

それに対して、
＞もう片方が光速に近い速度で地球の周りを回転していた場合
この場合、静止系１と、運動系１の運動は、相対的ではありません。
もちろん、運動量も全く違います。

この２個は、系が違うんです。でも、運動量は同じ計算です。
それと、同時に２個の計算をしないようにね。＾＾

そもそも光の速度で移動とは何と比べて移動することを指すのでしょうか？
静止系１に対してです。

回答No.3

cliomaxi

>光の速度で移動すると、その物体の時間は停止すると聞きます。

何対してなのか明確ではありませんが、停止はしません。

>同じ条件の人でも、常に走っている人、常に電車に乗ってる人は、
常に座ってる人に比べて老いが遅いのでしょうか？

この程度の速度差では殆ど影響はありません。
厳密に云えば数億分の一秒とか云う単位で影響はします。

>光に取っては私達の時間が停止してるようなもので、
私達が移動すると光も私達の時間も動き出すのでしょうか？

停止はしません。
これは3番目の質問と関わりがあります。

重力が強い方が時間の進み方は遅くなります。
高い山の上と、低地では時間の進み方が違うと云うものです。
これは最初の質問と同じで厳密に計ればと言う程度です。
相対性理論には「等価原理」というものがあります。
重力と、加速によって生じる慣性は区別が付かないと云うものです。
そこで、

>双子の兄弟がいて、片方が地上に残っていて、
もう片方が光速に近い速度で地球の周りを回転していた場合、
地上視点で、20年後２人の見た目の年齢は変わりますか？

これは2番目の質問にあるように同じ慣性系にある場合どちらが光速に近い速度で移動しているかは相対的なものですからどちらも同じになります。(別の慣性系から観測すると、光速で移動している方の時間は遅くなります。)
結論はやはり光速で回転していた方の歳の取り方が遅くなります。
これは、例えば宇宙船などを利用したとすると、発進する時や着陸する時に必ず加速します。(減速する時は負の加速となります)
先程の「等価原理」にあるように加速による慣性と重力は同じとなりますから、重力による影響で時間が遅れるのと同じ効果になります。
また、宇宙船は加速する事によって同じ慣性系でなく加速系になります。
この時に時間の遅れが生じるのです。

と、ここまで偉そうに書いていますが全くの門外漢ですし、本などで得た知識程度なので若干間違っているかも知れない事はご了承下さい。

回答No.2

sanori

再びお邪魔します。

＞＞＞
ふと疑問に思ったことがありましたので、宜しければお願いします。
座っている人視点なら動いている人の老いが遅いということですが、
動いている人視点では、座っている人の老いが遅いのでしょうか？

私は知識に乏しいですが、
少なくとも、互いに等速度運動をしている限りでは、お互いに相手の老いが遅く見えます。

＞＞＞
座っていた人、動いていた人を共に静止させて、
静止している第三者から見ると結局どちらが老いているのでしょうか？

座っていた人と、第三者は、はなから互いに静止しているので、全く同等です。
よって、第三者という登場人物は不要です。
やはり宇宙旅行から戻ってきた人が若いです。

仮に第三者に（座っている人を基準にして）運動をさせた場合でも、
３者をそれぞれ１対１の図式で考えれば済むことです。

厳密な解釈に精通しているわけではないので、これにて退散とさせていただきます・・・

回答No.1

sanori

＞＞＞
同じ条件の人でも、常に走っている人、常に電車に乗ってる人は、
常に座ってる人に比べて老いが遅いのでしょうか？

はい。常に座ってる人視点では、動いている人は老いが遅いです。

＞＞＞
そもそも光の速度で移動とは何と比べて移動することを指すのでしょうか？

皆に対してです。
光速不変が公理ですから。

＞＞＞
逆に言えば、私達は座っている際、光に対して光速で移動してると考えられますが、
この場合は光に取っては私達の時間が停止してるようなもので、
私達が移動すると光も私達の時間も動き出すのでしょうか？

いかに相対性理論とは言えども、光を観測者にすることはできません。
光を観測する者から見たときと光から見たときとは、比較の対象になりません。

＞＞＞
たとえばもし双子の兄弟がいて、片方が地上に残っていて、
もう片方が光速に近い速度で地球の周りを回転していた場合、
地上視点で、20年後２人の見た目の年齢は変わりますか？

はい。回転している人の年齢の進みが遅れます。

お礼

有難うございます。
ふと疑問に思ったことがありましたので、宜しければお願いします。

座っている人視点なら動いている人の老いが遅いということですが、
動いている人視点では、座っている人の老いが遅いのでしょうか？
座っていた人、動いていた人を共に静止させて、
静止している第三者から見ると結局どちらが老いているのでしょうか？