タイムマシンの原理を相対性理論でわかりやすく説明してみる?!

タイムマシン その他生活

最近宇宙に関する話題をけっこう目や耳にします。タイムマシンは現実に存在するということをテレビ番組で紹介していたりもします。そこで、アインシュタインの相対性理論でタイムマシンの原理をわかりやすく説明することにチャレンジ?

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タイムマシンとは

現時点では「未来には行ける」が「過去には行けない」そうです。

では、どうしたら未来に行けるのか?

高速で移動すると行けるらしいです。

単純に、非常に正確で精密に時間を計測できる時計を用いた実験では、東京駅に1個置き、博多行の新幹線に1個積んで、正確に時計を合わせて新幹線が博多まで行って帰ってくると、その2個の時計はわずかに異なった時間を示しているとのことです。

新幹線 博多駅

新幹線をジェット機やロケットとさらに高速な乗り物にすると、その誤差が拡大します。

つまり、現実的にタイムマシンは存在し、それは高速な乗り物と言えます。

タイムマシンと相対性理論

以下の記事が参考になります。

アインシュタインの「相対性理論」を世界一簡単に解説——タイムマシンは実現できる? - STUDY HACKER|これからの学びを考える、勉強法のハッキングメディア
皆さんは「相対性理論」とは何か、ご存知ですか? 有名な理論なので、名前くらいは聞いたことがあるでしょう。しかし、具体的にどのようなことか、と聞かれると説明はおろか想像さえつかない人も多いのではないでしょうか。 今回は、この相対性理論について、誰にでも分かるよう楽しくやさしくお話します。物理を知らない方でも大丈夫! で...

・・・「地上に置いた時計」と「世界一周している飛行機の中に置いた時計」を比べたところ、世界一周から帰ってきた飛行機の中の時計の方が59ナノ秒(0.000000059秒、ナノ=10億分の1)遅れていたのだ。・・・

http://on-the-road.co/?p=3433

つまり、相対性理論における「光速度不変の原理」がこの説明の元になっています。

・・・しかし、20世紀で一番偉大な科学者と言われるアインシュタインは、そうは考えませんでした。彼は、こう考えたのです。「走る車から測っても地面に立って測っても、つまりどんな場所で測っても光の速さは常に一定である」と。これを、光速度不変の原理と呼びます。・・・

https://studyhacker.net/columns/soutaisei-riron

SF的にタイムマシンを説明してみる

1000年先の未来に行けるタイムマシンはどの程度のスピードが必要なのでしょうか?

わかりやすく説明するために、光の速度(毎秒30万km)の半分の速度が出せる宇宙船で説明します。実際にはそれほど高速な宇宙船は存在しませんが・・・

光速度

地球上の人から観ても、宇宙船上の光の速度は一定です。つまり、宇宙船上の光は、宇宙船の速度すなわち光の速度の半分で移動しているので、光自体の速度も半分に観えます。

宇宙船上では光の速度なので、相対的に地球上より宇宙船の時間の方が半分しか進まないことになります。これは地球上から宇宙船を観た場合です。

では、光の速度に限りなく近い宇宙船ではどうでしょうか?

スタートレック

地球上から観ると、宇宙船自体が光とほぼ同じ速度なので、宇宙船内の光の速度は非常に遅くなるように観えます。

つまり、宇宙船内では1年しか経っていないのに、地球上に戻ってくると、地球上では1000年も経っていたということが起こるわけです。

これがあの映画「猿の惑星」のベースになっています。

猿の惑星

まとめ

記事を書いてみると、自分でもイマイチうまく説明できていないと気付きました。

どう表現すればもっとわかりやすく説明できるのか?が今後の課題です。

理論を厳密に説明すればわかりにくくなるし、簡単な例で説明すれば逆に正確さが損なわれます。

しかし、難しいことを簡単に説明できなければ、自分もそれを理解できていないことになります。

つまり、より理解するために、あえてわかりやすく説明できるかを試みているのかもしれません。

ではでは、きらやん

 

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