光の速度が絶対ならば、何が起こるのか?
では次に、「光の速度が絶対ならば、一体どのようなことが起こるのか?」アインシュタインの出した結論を見て見ましょう。
単刀直入に言うと、光の速度が絶対なら、物体は未来へ行くことが出来ます。
もちろん、人も、です。
ここでは、「光時計」と言うものを考えて見ましょう。
光時計とは、光が出るところと鏡が向かい合わせになっていて、光が出て、鏡で反射して、また戻って来たら、丁度1秒になる時計のことです。
光の速度は秒速30万kmですから、この時計の高さは実に15万kmにもなってしまい、実際に作ることはできませんが、とりあえず、想像してみてください。
と言うわけで、深くは考えずに、頭の中にこの時計を思い描いてください。
ちなみに、何故こんな時計を使うかと言うと、
「時間を計る」というのは、「一定のペースで繰り返し起こる出来事の回数を数える事」と同じ、と考えられます。
振り子時計は振り子の振れる回数を、原子時計は原子の揺れる回数を、それぞれ数えています。
相対性理論の場合、光を基準にしているので、このような時計を使用します。
さて、ではここで、その光時計が、動いている電車の外と中にある、としましょう。
電車の外にはAさんと、光時計A'が、電車の中にはBさんと光時計B'があるとします。
Aさんが光時計A'を見ていれば、光一往復でジャスト1秒です。
Bさんが光時計B'を見ていれば、光一往復でジャスト1秒です。
ここまでは、当たり前のことで、どこもおかしいところはありません。
しかし、電車の外のAさんが、電車の中の光時計B'を見ると、とてもおかしなことが起こります。
なんと、Aさんの見える1秒と、Bさんの見える1秒の長さが、ずれてしまうのです。
光時計の高さは15万km。
Bさんから見れば、光は30万kmを進んだことになり、ジャスト1秒です。
しかし、「光速は誰にとっても絶対だ」と言う「光速度不変の法則」を当てはめると、Aさんが光時計B'を見た場合、こうなります。
まず、B'の底にある、光の出るところから、光が出ます。
光は光時計の上へと向かっていきますが、Aさんから見れば、光時計は動いています。
すると、光は真っ直ぐ上に上がらずに、電車と同じ速度で横にも同時に動いている、つまり斜め上に上がっているように見えるのです。
そして、上にぶつかった光が、また底に戻るためには、斜め下に下がる必要があります。
そうすると、光は30万kmより、少し長い距離を飛ばなければなりません。
しかし、ここで出てくるのが「光速度不変の原理」。
30万kmより少し長い距離を飛ぶためには、1秒より少し長い時間が必要とされます。
そのため、Aさんから見ると光時計B'の1秒は、光時計A'の1秒より若干長くなるのです。
これは、AさんがB'を見た場合だけでなく、BさんがA'を見た場合にも当てはまります。
とにかく、ここで言いたいのは、
「移動している人の時間は、止まっている人の時間より長くなる」
と言うことです。
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