医師日記

「美」にまつわる独り言です
水沼雅斉(みずぬま まさなり)

美しき月の存在と物理9

2007年08月28日 13時20分06秒 | Weblog
 僕たちが今いて、生活している時間と空間が、光速度に縛られているなんて、気がついていましたか?

 速度=距離÷時間ですよね・・・だから、えーっと、速度が一定の場合、距離と時間が関係しあう、ってことくらいしか理解できません。



 箱の中で上下に鏡をつけて、光を反射させたことを想像してください。

 その箱を左右に動かせば、観測者が箱の中にいる場合は、相変わらず光は上下運動を行いますが、観測者が外にいれば、光は斜めに走りますね

 斜めに走ったということは、距離が長くなりました。

 しかし、ありがたき光さまの光速度は、何があろうと秒速30万kmで一定ですから・・・

 先ほどの<速度=距離/時間>における、分子に当たる光の移動する<距離>が大きくなったのに、光の<速度>という値が一定ならば、分母に当たる<時間>も大きくなったことになるでしょ・・・たぶん?

 つまり外から観測している者には、光が斜めの長い距離を動いていることになるので、箱の中は時間が長くなったことになります。

 ってことは、30万km/秒の光速度に近いロケットに乗っていて、隣を走る光を観察しても、隣の光はやはり30万km/秒の光速度で進行している・・・

 しかしさらにそれを端から見れば、その光は60万km/秒の超光にはなっておらず、やはり30万km/秒の光速は光速で一定・・・

 だからロケットの時間の進み方が、ゼロに近く遅くなっている、ってことかな。

 そのため俗に「ウラシマ効果」と呼ばれる、光速に近い速さで移動する観測者の時計の進み方は遅い、ということが生まれます。

 これは宇宙から飛来する素粒子(宇宙線)の寿命が、地上のものより長いことなどから、実際に確認されております。

 また有名な「双子のパラドックス」というのもありますよね・・・割愛しますので興味ある方はお調べください。



 古典物理となったガリレイ変換は、慣性の法則が成立する座標系ですが、速度に応じて運動方向に長さが縮む「ローレンツ変換」は、時間座標と空間座標を結びつける線形変換です。

 この「ローレンツ変換」をして、アインシュタインが特殊相対性理論を構築したときに理論の基礎を形成しました。



 そして一般相対性理論。

 簡単に言えば・・・きっと、おそらく、「引力は時空が曲がっているから生じる」としたものです・・・たぶん。

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