距離が違う？特殊相対性理論

質問

地球での10年は、宇宙では2年とか3年とかに縮む、というのをきいたことがあります。

そこで質問なのですが、
例えば、ある男がある惑星に行くことになったとします。
地球時間で10年かかる距離です。
つまり、惑星までの距離は　10×速さ
ところが、宇宙船に乗ってる男にとっての惑星までの距離は　2×速さ
観測する人にとって距離が変わるっておかしくないですか？
確か相対性理論で、物体は進行方向に縮むとか、動くものは時計が遅れるとかあったような気がするのですが、
この問題の解決方法を教えてください！
結論は、観測者によって距離は違ったはずなのです。

回答No.1

rabbit_cat · ベストアンサー

距離というのは、ある瞬間に、２つ点の間に直線を引いたときの長さ
のことですが、
「ある瞬間」てのが曲者で、相対性理論では、時間は観測者によって異なるのです。なんで、時間と同様に距離も、必然的に観測者によって異なることになります。

お礼

あぁー！
時間が観測者によって違うから距離も変わってしまうわけですか！
なるほどー。そうなんですねぇ。
よく考えてみるとそうですね！

素早い回答ありがとうございました！

回答No.7

Tacosan

#5 の「お礼」のところの話:
普通は「錯覚」と言ってしまいますが, 相対論的にいえば, 観測者 (つまりあなた) にとって「文字幅が大きくなった」のは「事実」です.
そして, これはある意味当然なのであまり語られないのですが, 相対論は「観測者によって座標の取り方が異なる」というだけでなく, 「(相対的な) 運動が規定された他の観測者からみるとこのように見えるはずである」ということまで与えています. ですから, 他の人から見れば「文字幅が大きくなった」とは観測されないのですが, そのような人にとっても「あなたのように見れば『文字幅が大きいように見える』ということは納得できる」ということまで内包します.
ただし, 特殊相対論の枠組みにおいては「(光の運動を表す) 特殊な線が存在し, それはだれが見ても『同じ』線として認識される」ということが前提になります.

お礼

わぁー！
回答ありがとうございます！
すごい分かりやすい説明ですね！
私にとっても事実なんですか！
なんだか今までモヤモヤだったのが分かったような気がします！

今まで回答してくださった方本当にありがとうございました。
これで質問は締め切りますが、皆さんの意見を参考にもう一度考えてみます。
今回は本当にありがとうございました！

回答No.6

debukuro

アインシュタイン本人が書いた本（翻訳物）を読めばよく分かると思います
相対性理論　アインシュタイン著
岩波文庫　古書店で５０円くらいです

お礼

回答ありがとうございます。
ごもっともな意見です。
すみません・・・自分でちゃんと調べます・・・

回答No.5

rabbit_cat

念のために補足しておきますと、
相対性理論は、その名の通り全てが相対的にしか決まらない、ってことですので、
絶対的な時間、絶対的な距離
とかいったものはありません。

Ａさんが感じる時間、Ａさんが感じる距離
Ｂさんが感じる時間、Ｂさんが感じる距離
…
ていうのがあるだけです。誰が感じているのが、本当の時間か、本当の距離か、ていうのを考えるのは完全に無意味です。全てが、その人にとって、本当の時間ですし、本当の距離です。
まずは、このことをしっかり頭におきましょう。

そもそも、よく考えると、距離とか時間が、全ての人で同じものだ、って考えるのはなんか無理がある気がしませんか？
哲学的な議論になりますが、
もし、私が１時間だと思っている時間が、他の人にとってもちょうど１時間だとすると、その１時間という時間は誰が決めたのでしょうか？
なず、私の１時間と他の人の１時間が、ぴったり同じなのか？
どっかにすべてを司る神様がいて、すべてをコントロールしているってことか？
実際にはそんなことはなくて、時間というのは、そもそも人によって異なる、ていうのが相対性理論です。時間が人によって異なれば、定義の中に時間の概念が入っている距離も、人によって異なるのは当たり前です。

お礼

わざわざ二回もすみません！ありがとうございます！

なるほどー。全てが事実・・・
ということは、私が紙に書いた字をナナメに見ますと、
紙に実際に印刷されている字よりも少しだけ大きく見えてしまいますよね？
実際には文字の大きさは変化していないにも関わらず、大きくなったと感じる。
つまり文字幅の距離がかわって見えます。
これはただの錯覚ですよね？私にとっては本当なのでしょうか？
時間が関係した場合だけが各人にとっての事実ということでしょうか？

うーん。
私には哲学する脳がないようで、よく分かりません・・・
時間をかけてゆっくり考えていきたいと思います。
本当に何度もありがとうございました！

回答No.4

syuricyan

物体が光速に近い速度で移動したとき、
その物体上で観測すると時間が相対的に短くなる。

地球上にいる人は１０年後に帰ってきた人を見ても、
相手は２才ぐらいしか年をとってないし、当人も２年間にしか感じてない。

距離が短くなったのではなく、時間の経過が相対的に
遅く進行したように当事者のみが感じているだけなので、
距離自体は変わっているわけではない。

ここで言うところの２年というのは当事者が感じているだけで、
絶対的には１０年経過しているというのは変わらない。

回答No.3

sanori

こんばんは。

それは、「双子のパラドックス」のことです。

双子のうち
・宇宙旅行をして地球に帰ってくる人　→　Ａさん
・地球上で待っている人　→　Ｂさん
としたとき、
Ａさんが地球に帰ってきたとき、ＢさんはＡさんより老けています。
そして、そのとき、Ａさんが持っている時計は、Ｂさんが持っている時計より遅れています。

ネット上にたくさんの記事があるので、たくさんの中からあなたが気に入りそうなものを選んで読まれるとよいでしょう。

Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E5%AD%90%E3%81%AE%E3%83%91%E3%83%A9%E3%83%89%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9

過去に沢山のＱ＆Ａあり
http://oshiete.goo.ne.jp/search_goo/result/?PT=&from=&nsMT=&mt_opt=&qatype=&st=&sr=&tf=&MT=%C1%D0%BB%D2%A4%CE%A5%D1%A5%E9%A5%C9%A5%C3%A5%AF%A5%B9&c=

そのほかにも沢山
http://www.google.com/search?q=%E5%8F%8C%E5%AD%90%E3%81%AE%E3%83%91%E3%83%A9%E3%83%89%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9&sourceid=ie7&rls=com.microsoft:en-US&ie=utf8&oe=utf8

以上、ご参考になりましたら。

お礼

沢山のサイト教えてくださってありがとうございます！
この問題も「双子のパラドックス」なのですか？
双子の話は、ウラシマ効果だけの話なのだと思っていました。

回答No.2

dogday

勘違いだったらすみません。説明間違ってませんか？
宇宙船が2年かかる距離は、地球時間で2年ですよ？
2年かかって行って、2年かかって帰ってきたときに、地球は10年経っているって事じゃないの？
宇宙で縮むんじゃなくて、地球時間が延びる。

亜光速でのウラシマ効果は、はかり（この場合時計）も伸び縮みするんですよ。
10cmのゴム紐に1cmごとに目盛りをつけて、伸び縮みしても10等分は均等で、ロケットも同じく伸び縮みをするので、全体の距離も時間も変わりません。
で、0cmの地球から見たときも、10cm先は単に10倍なので、距離は変わらないため、宇宙船と地球で時間がずれるのです。

観測者が宇宙の外から眺めた場合だけ伸び縮みしているところが確認できます。4次元の神の領域です。
観測者は観測対象の中にいた場合、全体は見えないのです。地球で生活しながら、地球の全景は、宇宙からしか見えないのと一緒。

お礼

回答ありがとうございます！
すいません、説明違ってましたか、うろ覚えだったもので・・・

回答によると、距離は変わらないのですか？
観測者が変わっても、距離は変わらない？
つまり、距離が変わらないため時間がずれる・・・
すみません。理解することができませんでした・・・
色々考えてみます。
回答本当にありがとうございました！