- ベストアンサー
相対性理論
guiterの回答
- guiter
- ベストアンサー率51% (86/168)
少し誤解が起こっていそうなので、 まず、相対論の啓蒙書はたくさん出ていますが、 それによって起こりやすそうな間違いをいくつかあげてみると、 １.光の速度は常に一定である ２.速度とともに質量は増加する ３.特殊相対論では加速度運動を説明できない といったものが挙げられるように思います。 １に関しては一般相対論の範疇になりますが、 曲がった時空の中では光速度は変化します。 ２は重力質量、慣性質量などを正確に書かないことや 走っている人が太っていくようなイラストにより 誤解が生じていると思います。 重力質量が増えてしまっては、 ある人の前を２台のロケットが亜光速（２台は同じ速度）で通過したとき その人から見るとロケット間に大きな万有引力が働くことになりますが、 ロケットに乗っている人同士が相手を見ると静止していて 通常の万有引力しか働かなくなってしまいおかしいですね。 それから、３の加速度運動に関しては 1905年に特殊相対論は２編に分かれて提出されており、 第一論文のほうの最後のセクションで加速度運動について述べられています。 ちなみに、有名な E = mc^2 という式は第二論文のほうです。 ご質問のパラドックスについてですが、 これは特殊相対論の範囲でも説明は可能です。 実際にどのような結果になるかというと、 再び出会う時には宇宙線で飛び出していった人のほうが若いことになります。 今の設定では宇宙線で飛んでいる人は地球だけでなく 周りの星に対しても相対運動をしており、 それぞれの人の運動が対称的にはなっていないところに本質があります。
関連するQ&A
- 相対性理論の「時計が遅れる」について
相対性理論の「時計が遅れる」について 先日、相対性理論の本格的でない簡単な講義を聞きました。 そこで、光速に近いような速く動くものは時間の流れが遅くなる、 例えば時計がそのような速さで動いたら時間が遅れてしまう・・・というような話を聞きました。 しかし、どちらが遅れるかはどうやって決まるのかがわからなくて不思議に思ってます。 地球からみれば高速の宇宙船はすごい速さで動いてるかもしれませんが、 逆に宇宙船から見れば地球や他の星の方がすごい速さで動いてると考えられますし、 だからといって宇宙空間に絶対的な座標がある訳でもないのでこれをどっちが速く動いて 時計が遅くなるのかわからないと思うのですが、どうなのでしょうか？？
- ベストアンサー
- 物理学
- 相対性理論
相対性理論について質問です。 たしか光の速度に近づくにつれ、時間が遅くなると聞きました。（それゆえ、絶対的な指標は時間ではなく、光だ、というのが相対性理論ですよね？） 質問は、宇宙飛行士はやはり地球にずっといる人と時間のずれがあるのでしょうか？よく浦島太郎の様になるといわれますが。。。 また、ここに１００Mを11秒ではしるAと１００Mを15秒ではしるBがいたとします。二人の肺活量などは全く一緒だったとします。 当然、Aの方が光の速さに近いのですが、AとBが同じ時間はしった場合、Aの方が、肺活量など筋力が一緒で、なおかつ光の速さに近いため、時間が遅くなり、その分Bよりも苦しい瞬間が増えるのでしょうか？ 勿論、光の速さと１００M１１秒はけた外れに違うのですが、感知は出来ないと思いますが、理論的にはAの方が、Bよりも同じ時間はしった場合、苦しい瞬間が増えるという理解でいいのでしょうか？
- 締切済み
- 物理学
- 相対性理論について
You-Tubeにアップされた、伊集院光がホスト役を務めるNHKの番組でやっていた相対性理論の話を聞きました。 http://www.youtube.com/watch?v=nf6hGRLj_XA 特殊相対性理論の部分で、我々が普通に絶対的だと認識していた時間や空間が実は絶対的ではなく、言ってみれば光速度不変の原理に合わせるように時間や空間が伸び縮みするということが、おぼろげにわかりました。 この番組で説明されていた時間の収縮の問題で、小惑星に立っている観測者と、その小惑星の横を通過するロケットに乗っている観測者との時間の経過の仕方が説明されていました。いずれの立場からも、自分の時間は普通に過ぎていくのに、相手の時間はゆっくり過ぎているように観測されるとありました。 これは、すべての物理現象は相対的だからということだったと思います。 このことは自分にもわかるのですが、番組のシリーズの別の部分では、宇宙飛行士がロケットに乗って宇宙旅行をして帰ってくると、自分の孫娘が自分よりも歳をとっているエピソードがありました。これがよくわかりません。 http://www.youtube.com/watch?v=MmCCHHAbogY 地球から見てロケットが高速で宇宙旅行をして帰ってきたのなら、相対的に考えてロケットから見れば自分は静止していて地球の方が反対方向に宇宙旅行をして帰ってきたものと考えられます。それなのになぜ、地球上の人間だけが余計に歳をとるのでしょうか。 どなたか、詳しく説明していただけませんでしょうか？ よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 相対性理論・・時間の相対にあたり
私は、３０歳で子供を授かりました。 私はその子が生まれた年に宇宙船にのり、地球に対して秒速１５万ｋｍの宇宙旅行に出ました。 それで、子供が６０歳になった年に地球に帰還した場合、相対性理論上、私は地球の年齢ではいくつになっているのでしょうか！？ ９０歳ではないですよね！？ よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 特殊相対性理論について
いまいち具体的に理解できません。 たとえば、120億kmの距離を秒速15kmの速度で離れつつある宇宙船を考えたときに、地球からみて宇宙船の中での時間の遅れる割合や、打ち上げから現在まで速度が変わらなかったとすると地球からみて、現在地球上の原子時計と宇宙船内の原子時計はどのくらいずれるのでしょうか。また、ドップラー効果も考えれば、宇宙船から周波数Ａ（Hz）の電波を送った場合、地球ではこの電波はどのように観測できるのでしょうか。 忙しいと思いますが、教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 「相対性理論」を一言で言うと。
量子力学とともに２０世紀の物理学の柱になっている相対性理論。そこにはとても奥深いものを潜ませていることは十分承知の上で、あえて訊きます。 「相対性理論」、この言葉を一言で説明するとすると、どのように説明しますか？つまり、この理論は光や時間・空間、質量ほか、この宇宙・世界について記述する理論で、もしきちんと説明をしようとすると、１冊の本にしても足りない理論かもしれません。ですが、そこを何とか一言、一文で言うとしたら、どういう言葉を選びますか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 相対性理論における仮設について、教えて下さい？
相対性理論の中で、代表的な双子のパラドックスで、仮に光速に近い速度で、宇宙船が飛行して、地球上に戻って来た時、宇宙船の乗組員と地球上の人達を比べて、歳とり方、肉体の老化は違うでしょうか？(・・?) また、違うとしても、細胞等々の肉体の老化も、時間の遅れと比例して歳の、とり方も遅れるのでしょうか？(・・?) 皆さんの解答をお願いします！(^Q^)/^m(__)m
- ベストアンサー
- 物理学
- 猿の惑星と相対性理論
具体的には最後に挙げる例で、折り返し地点での宇宙船の中の時計の進み具合は地球から見た場合、どのようになるのでしょうか？ 宇宙船は光速度に近い運行が可能とします。目標の折り返しが瞬間というのも考えにくいので、１ヶ月かかるとします。出発、到着のときに要する加速度期間もそれぞれ一ヶ月。往路や復路の光速度に近い等速度運行で１年の時間の遅れ（進み？）が出たと仮定します。 このとき、地球から見た場合の宇宙船内の時計の進み具合を具体的に教えてください。 【パラドクス３】双子のパラドックス：猿の惑星 宇宙旅行から帰ってきたら、地球では何万年もの歳月が流れていて、人類は猿たちの家畜と化していた。 だが、相対性理論では、宇宙船で出かけた人も地球に残った人も立場は相対的なはず。宇宙旅行に出かけて帰ってきた人の時計が絶対的に遅れて歳をとらないのは相対論に矛盾する！ ＜解釈＞ 宇宙旅行に飛び出し、ある時点で軌道を地球に向けて戻ってきたとします。アリスは地球に残り、ボブは宇宙船に乗っって宇宙旅行にいったとします。本来は「アリスはボブの時計が遅れていると思うし、ボブは逆にアリスの時計が遅れていると思う」という相対的な状況となるはずですが、これが崩れて”ボブの時計が物理的に絶対的に遅れている”ことがこのパラドックスなのですね。 この秘密は、宇宙船の「折り返し点」に隠されているのです。つまり、折り返し点では宇宙船の速度が変化します。つまり折り返し点では一旦速度０となり、それから地球に向かって走りだすわけですが、このとき速度が変化しますので加速度がかかることになります。加速度がかかると、”時計は絶対的に遅れる”ことが一般相対性理論からでてきます。つまり、加速度のかかったボブの立場はもはやアリスと相対的ではなくなります。 ボブが自分の時計を見ている限り、折り返しは一瞬の出来事だが、ボブが遠く離れたアリスの時計を見ていると、なんと、折り返しの直前と直後とで、時計の針がピョンと飛ぶように見える。一気に時計が進んでしまう。これがボブの時計が遅れる原因である。http://hb3.seikyou.ne.jp/home/E-Yama/relativityparadox.htm
- ベストアンサー
- 物理学