地球の重力圏外

質問

アポロ計画後には、米国TVアニメなど宇宙飛行ものをよくみました。いつだったか数年前の日本のTVアニメ（ガンダムじゃないよ）でも同じようなことがありました。

宇宙では年をとらない。（地球との時間の経過速度がちがう）という一説

地球の自転はかなりの速さと聞いています。（何が基準かわかりませんが）
地球の重力（影響）を脱した位置に静止できて自転を傍観するとどうだろう。
地球の一日と自転を傍観していた時間の差は存在するのか。
例えばエンタープライズ号で宇宙へ出て半年後に地球へ帰還したら地球では１０年経っていた。というような意味です。
想像は興味を掻き立てます。

こんなことを聞いたことがあるとか、○○を見てみれば、などがあったら教えて下さい。

回答No.1

HARAHOROHI · ベストアンサー

こんにちわ。
「宇宙では年を取らない」ではなく
「高速で移動する宇宙船内では年を取らない」です。
年を取らない、といっても不老不死になるわけではなく、時間がゆっくり流れると言うことです。
ただし、この現象が起きるのは大変な高速にならないと無理です。

ただ、これの説明に良いサイトが無い。。。
http://yujiwatanabe.hp.infoseek.co.jp/s-relativity.htm
これのどこが中学生に分かるのか、と。

何年か前に雑誌Newtonが相対論特集やっててその紹介がすごく分かりやすかったんだけどなぁ。

お礼

ご回答ありがとうございました。
発端は我娘が星座に興味を持ちプラネタリウムに行って「地球はタイムマシン」ということを聞いてきたことでした。そこで、以前TVアニメでの一コマに
「あんたたち宇宙の遠方へ出ている人達は俺たち市民にくらべ若く見える」
なんかイザコザの生じた場面だったのか？を思い出し、子供と「銀河鉄道９９９」をアニマックスで見ながらこんなことの話しをしました。
実際、同軸の時間上にいる以上簡単に違いは生じてこないことはわかってはいますが、子供はおもしろいことを考えさせてくれます。
「人類の未知なるゾーンでは、論じられてきた定義や法則は地球上だけのものでしかないんだろうな」という思いになります。

前に「ワープってなに？」と聞かれたので、１１００ｃｃに単車用のチャイルドシートを付けて峠をフルバンクでカッ飛んで走ったのとトンネル（亜空間）を制限時速で走ってもトンネルの方が早く着いたことを実感させたのですが、「よくわからない」そうで、学校でもまだ（距離÷時間など）は教わっていないようでした。

教えていただいたサイトの内容はまだ子供に説明しづらいので、数年先にまだ興味を持ち続けていれば見せようと思います。

実証が伴わない「理論上」は遠い将来にでも検証が可能になった時には覆ることがあるかもしれませんよね。
空想科学としたものから不可能と言われた二足歩行ロボットをホンダがつくちゃいましたものね。

また、おもしろそうな発想を子供がしましたら質問させていただきます。その時は宜しくお願いいたします。

回答No.5

noname#77472

眠いおー。（´＿｀；）

またまた混乱し錯誤ていますね。　つ＾＿＾）つ

「計算」（結果）と「見える」（途中経過)は
違う振る舞いをするのです。

＞お互いに「あいつは俺より年を取るのが遅いなー」ということになります。

です。つ＾＿＾）つ

別に特殊相対性理論で扱っても良いです。
（本当に面倒で眠いので計算しない）
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

お礼

ご回答ありがとうございました。
失礼ながらNo.１の方へのお礼投稿へまとめさせていただきました。

回答No.4

aokisika

＞宇宙では年をとらない。

高速で移動していると時間がゆっくりと進むので、止まっている人と比べて年を取るのが遅くなります。
マッハ１（音速）で移動すると、１年間で約１０万分の３秒遅くなります。
ですから、マッハ１のジェット機で１０万年飛び続けると時計が３秒遅れます。

＞地球の自転はかなりの速さと聞いています。（何が基準かわかりませんが）

地球は２４時間で１回転しています。赤道の上に立っていると、２４時間で地球を１周する距離だけ動くことになります。地球１周の長さは約４万キロメートルですから、２４時間で割るとそのスピードは、時速１６６６．７キロメートルになります。
音速が時速約１２００キロメートルですから、音速より速いわけです。

お礼

ご回答ありがとうございました。
失礼ながらNo.１の方へのお礼投稿にまとめさせていただきました。

回答No.3

Tacosan

地球上と地球の重力下にないところとで単純に特殊相対論が使えるかというとそんなことはなくって＞#2, この場合には一般相対論を持ちだす必要があります. 答えだけ書いてしまうと, 重力ポテンシャルのもとで軌道運動している場合, ポテンシャルの深い所にいるほど時間の進みはゆっくりになります. つまり, 外から地球を見ると時間がゆっくり進むように見えますが, 逆に地球から外を見ると時間が早く進むように見えます. この効果は GPS で確認されています (GPS 衛星に搭載されている原子時計は地上のものよりわずかにゆっくり進むように設定されている).

お礼

ご回答ありがとうございました。
失礼ながらNo.１の方のお礼投稿にまとめさせていただきました。

回答No.2

sanori

こんばんは。

＞＞＞宇宙では年をとらない。（地球との時間の経過速度がちがう）という一説

はい。それは真実です。
「年を取らない」わけではありませんが、宇宙旅行から帰ってくると、地球の上で待っていた人は、その人より年を多く取っています。
これは「双子のパラドックス」をキーワードに調べます。

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=210

http://www.google.co.jp/search?hl=ja&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&lr=&aq=f&oq=

＞＞＞
地球の自転はかなりの速さと聞いています。（何が基準かわかりませんが）
地球の重力（影響）を脱した位置に静止できて自転を傍観するとどうだろう。
地球の一日と自転を傍観していた時間の差は存在するのか。

その静止している人が地球上の人々を傍観すると、地球上の人々がつけている腕時計はだんだん遅れていきます。
逆に、地球上の人々から静止している人を見ると、静止している人の腕時計はだんだん遅れていきます。
つまり、どっちから見ても相手の時計は遅れていきます。
お互いに「あいつは俺より年を取るのが遅いなー」ということになります。

下記の中の「ローレンツ変換」の章を参照。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%B9%E6%AE%8A%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございました。
No.１の方のお礼の投稿内容で御返事をまとめさせていただきました。
先着順のようになってしまいましたが、またの機会には宜しくお願いいたします。