時間は光速と同じ？？？

質問

「光速に近づくと時間の進み方は遅くなり、光速に達すると時間は止まると」と、聞いたような、　「そして光速を超えると時間は過去に向かうと」・・・・・理論上はそうなるのでしょうか？　そうなら、時間の進む速さ（？）は、光速と同じ速さなのでしょうか？
たわいのないことを考えてしまいましたが、ご教示お願いします。

回答No.6

noname#175206

>「光速に近づくと時間の進み方は遅くなり、光速に達すると時間は止まると」

　その通りです。間違いありません。

>「そして光速を超えると時間は過去に向かうと」

　超光速移動する物体時間の時間ですね？　残念ながら、それは相対論の範囲を超えていて、具体的には定義できません。あえて定義するなら、我々の時間に虚数を掛けたものではないかとも言われますが、それが物理的に何を意味するのかは分かっていません。
　ですので、仮に超光速の宇宙船があったとして、それに質問者様が搭乗して、外の世界を眺められたとしても、それがどのようなものかは予想できていないのです。

　こういう、超光速の物体（素粒子でも可）を、タキオンと呼びます。タキオンを外から観測する限りにおいては、特殊相対論の範囲内です。なぜなら、特殊相対論から予想できることの一つとして生まれたのが、まだ発見が確定していないタキオンです（超光速ニュートリノの話が新聞などにありますね）。
　もし、タキオンがあれば、過去へ通信を送ることができます。このことを指して「タイムマシンが可能になる」と言った人がいます。あくまでも通信だけです。
　人間を過去に送るには、人間をタキオンで置き換えるなり、作るなりしないといけないのですが、それは不可能です。

　話を単純にするため、ちょっと極端な例で説明してみます。
　タキオンは、常に光速度より速く移動しています。光速度より遅くはなれませんが、それは今はどうでもいいです。
　どんどん、タキオンがスピードを上げて行きます。無限大の速さだってOKです。所要時間ゼロで宇宙のどこでも行けます。
　しかし、その速さはタキオンの最高速ではありません。無限大より速くなれます。それは、所要時間がゼロより少ない、つまりマイナスです。出発するより先に、到着することができます。そういうタキオンを使える通信機があれば、過去に通信を送れます。

　これが、一番単純な説明ですが、特殊相対論をよく調べると、ともかく光速度よりちょっとでも速いタキオンさえあれば、いろいろと工夫してやる必要はありますが、過去へ通信を遅れることが分かります。これは、ややこしいので説明は省略しますが、要は工夫された中では、上記と同じく「無限大より速い」ができてしまうということです。

　実は、過去への通信の可能性を物理学が示したのはタキオンが最初ではありません。19世紀のアインシュタインよりずっと前の古典的な電磁気学で、そういう電波があり得ることが分かっていました。
　それを、先進波と呼んでいます。もちろん、そういう電波が観測されたことはありません。でも、理論的にはあってもおかしくないことは、実は昔から知られてはいたのです。先進波を使ったタイムパラドクスSFなども、多少はあるようです。

お礼

このご教示もわかりやすくて、理解できました。　ありがとうございます。