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アインシュタインの相対性理論を簡単に説明



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コメント
この記事へのコメント
  1. 名無しさん | 2009/09/18 20:30 | 
  2. 学校の授業も相対性理論ですね

  3. VIPPERな名無しさん | 2009/09/18 20:39 | 
  4. これ考えだすと寝れなくなる俺はきっと天才なんだろうと思っているよ、まだ実力は発揮出来ていないがねフフフ

  5. 通常のナナシ | 2009/09/18 21:06 | 
  6. なwるwほwどwww

    米1
    だれうま

  7. 名無しさん | 2009/09/19 00:35 | 
  8. こんなん見てわかったようなこと言う奴が一番嫌だ

  9. 名無しさん | 2009/09/19 00:38 | 
  10. くだらないバラエティよりも、こういう番組もっと増やすべきだと思うな。

  11. 名無しさん | 2009/09/19 03:32 | 
  12. 1:30~3:00 くらい。

    宇宙船から見たら、
    地球がものすごい速さで動いてるんでないの?

    宇宙船を固定して考えれば、
    地球がすごい速さで離れているから、
    地球の光りが斜めに動いて、
    結果同じだとおもうのだけど。。。

    4分じゃわからんかった。
    だれかおしえて。><

  13. 名無しさん | 2009/09/19 05:14 | 
  14. こういう話って出発後の加速や到着前の減速のことは絶対言わないんだよな、あとターンのときのGとか。
    それが一番重要なのに。

  15. 名無しさん | 2009/09/19 06:12 | 
  16. 特殊相対論は高校生にもわかるだろ。
    ちなみにGPS衛星は、高速で動くのになぜか時間の進み方が地上より速い。
    ここもちゃんと説明して欲しいのだがTVにそこまで要求するのは無理か。
    >7
    特殊相対論はあくまでもお互いが変化しない慣性系にいる場合のみ通用する。
    しかし宇宙船が行って戻ってくる場合は地球は一つの慣性系ですむ一方、宇宙船側は少なくとも2つの慣性系を渡り歩く。
    その際、宇宙船が目的地に向かう際の2慣性系の関係と、目的地から戻る際の2慣性系の関係はまったく異なる。
    宇宙船が目的地において、行きの慣性系から帰りの2つの慣性系へジャンプする瞬間、前者の慣性系での宇宙船から見た地球時間(地球ははるか過去にいる)と、後者の慣性系での宇宙船から見た地球時間(地球ははるか未来を先に走っている)が違っていても、特殊相対論的には矛盾しない。
    ここを押さえれば、慣性系を移動したときに、どれくらい地球の時間が先に進むかは、時空間グラフを使えば高校生レベルの数学で計算できるよ。



  17. 名無しさん | 2009/09/19 06:24 | 
  18. 「宇宙船を固定して考えれば~」
     その通り。あの動画で述べられた条件だけを言えば、これは貴方が言う通りの現象が観測されるハズ。
     ただここに、猿の惑星を持って来ているから話がややこしくなっているわけで……。
     この二つは実は、全く別のものだからね。

     僭越ながら、ちと簡単に説明をば。長いけどね。

     まず疑問の「宇宙船を固定して考えれば~」との事だけども、これはそうなる。間違ってない。この辺りの説明は延々と長くなる上計算式等々が絡むので省略。気になるようであれば、
    ttp://hb3.seikyou.ne.jp/home/E-Yama/relativityparadox.htm 
    ttp://otsubo.info/contents/science/relatindex.html
    等のサイトなどをご覧あれ。

     ただ貴方のこの考えは何も間違っておらず、むしろ正しく相対性理論を理解しつつあるから出た疑問、という事を述べておきたい。
     まあこの奇妙とも思える結論のせいで、相対性理論は当初中々理解してもらえなかったし、今も何やら難しい理論だと思われているのだよねぇ。

     閑話休題

     次に猿の惑星のケースに関して、これは少々事情が違う。
     何故ならば宇宙船は、地球とは違う速度、違う位置に居たものを、地球に戻すという行為を行っているから。

     ここでは簡単に、宇宙船はずっと真っ直ぐ飛び、宇宙のとある地点でUターンして地球に帰ってきた、という事にする。
     この場合宇宙船は、特定の速度で飛行を続け、予定の地点で減速、地球に向けてまた加速、という速度変化を行う事になる。つまり「加速度」が宇宙船には加わっている事になる。
     ここの「加速度が宇宙船に加わった」という事を覚えておいて欲しい。

     その上でちょっと別のハナシ。動画の3:45秒辺りで書かれているけど、時間の遅れは速度だけでなく「重力」というモノによっても発生する。
     これは重力というモノが空間を歪める力(厳密には違うけど、とりあえずこう理解すべし)であるため。強い重力=大きく空間が歪んでいる、と理解すればOK。

     空間が歪むという事は、そこを通る光もまた歪む。光は直進する性質を持っているけども、簡単に言えば通る道の方を曲げられてしまうので光も曲がる。
     曲げられる=直進よりも距離が長くなる、という事なので、動画でも述べられていた光時計で考えると、重力によって時間の経過は遅くなる。

     そして次に、これは動画では述べられていなかったけども、「重力」と「加速度」は同じモノ。厳密に言えば、別個の存在ではあるが同等の作用を持つもの、とでもなるのかな。
     この辺りの説明に関しても、申し訳ないけど省略(汗)。
     ただ簡単に言えば、エレベーターで上に昇る時、加速と共に身体が重くなるわけだけど、これが「箱が加速した」のか「重力が増加した」のか、箱の内部の人間は判別する方法がない、と言えば何となく分かってもらえるかな?
     判別できない、つまり同じものとして「扱える」わけ。物理現象的には違うものだけどもね。
     興味があれば「アインシュタイン 等価原理」で検索してみると面白い。

     重力=加速度であり、重力によって時間が遅れるのだから、当然加速度によっても時間は遅れる。
     そこで思い出して欲しいのだけど、宇宙船には加速度が加わっている。これにより、速度云々とは別の次元で宇宙船側の時計は遅れるわけ。
     こうして宇宙船のパイロットは、遥か未来の地球に下りた形になる、という事。
     ちなみにこの現象は「ウラシマ効果」と呼ばれる。それこそこの言葉で検索すれば、もっと詳しい説明がたくさん出てくるので、興味があればどうぞ。

     ちなみに、加速度その他をひっくるめた運動そのものを「宇宙船」と「宇宙船以外」とで考えると、相変わらず「宇宙船を固定して考える」事が可能なような気がするけど、それは不可能らしい。
     この思考はあくまで加速度が加わらないか、同等の状態においてのみ適応できる、らしい。
     これ以上はあまりにも高等物理の世界になるので私も理解不能(汗)。
     
     ただこれらの理論が正しい事は種々の実験により確認され、また利用されているのだ……という事実で勘弁して。

     延々と長文失礼しました。もしかしたらとんでもない勘違いしてるかもしれんので、鵜呑みにはしないでね(汗)

  19. 名無しさん | 2009/09/19 06:46 | 
  20. >>7
    だから相対性なんでしょ。
    「固定」したら 相対じゃなくて絶対じゃないか。

    その問題については双子のパラドクスが詳しい。
    その場合、減速や加速を考慮するとやっぱり時間が遅れるのは宇宙船の中なんだとさ。


  21. 名無しさん | 2009/09/19 06:49 | 
  22. >>10
    分かりやすいが分かり難いなおいww

  23. 名無しさん | 2009/09/19 07:35 | 
  24. >>11
    いや、多分米7の言う『固定』は、どちらを観測者の立場に置くか、と言う事だと思うんだが・・・。

  25. 名無しさん | 2009/09/19 15:13 | 
  26. >>11
    宇宙船の方のみが時間が短くなることを説明するのに、加速・減速などの道具は使わなくても「光速度不変」だけを使えば大丈夫です。
    宇宙船が目的地に向かう間、宇宙船からは地球の時間の進み方が遅くなるので、目的地に着いた時点で、地球ははるか過去に見える。
    でも目的地から地球に向かう瞬間、宇宙船は別の慣性系に移行して、その慣性系では地球は突然、はるか未来に進んでいる。そして宇宙船が猛スピードで地球に向かうため、お互いから見たそれぞれの時間の進み方は遅くなり、地球に着いた時には地球にいたかつての同僚はみんなお爺ちゃんになっている。
    ここで普通、一番違和感があるのは、宇宙船が目的地に到着して帰ろうとした瞬間、観測者から見た地球の時間が遥かな過去から遥かな未来へと異常に先に進んでしまうこと。これは「光速度不変の定理」により、宇宙船が異なる慣性系(地球から離れる慣性系から、地球に向かう慣性系)に移行する瞬間、辻褄を合せるために地球時間の方が変化するから。
    「光速度のみが常に一定であり、それに矛盾しそうなことが起こるなら、時間や空間の方がねじ曲がらなければならない・・」この原則は、慣性系ならば、速く動く相手は時間が遅く見えるように見え、そして慣性系を移る際には、前の慣性系で観測していた対象の時間が移行後の慣性系では変化することで解決される、ということです。
    一見、頭がおかしくなりそうな理屈ですが、紙と鉛筆で時空間グラフを書いて落ち着いて考えれば、すぐにわかりますよ。

  27. 名無しさん | 2009/09/19 15:54 | 
  28. 速度=距離/時間なんだから、速度が一定なら距離か時間が変わるのは当たり前なんだよな。
    日常生活で速度が一定ってのが感じられないので、なにやら奇妙に感じるだけ。
    (それこそ、超音速飛行機に積んだ精密時計が遅れるぐらいのレベルでしか現れない)

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