対イラク武力行使

現代物理の最先端が示す不思議な現象について書く約束をしておりましたが、
今日も無理みたいです。


取りあえず、このトピでしばしば話題になっていた相対性理論の双子のパラドックスを解説しようと思っていたのですが。

この問題は双子のうち、一人がロケットに乗って宇宙に旅立ち、数年後に地球に帰ってくると
地球にいたもう一人は10年ぐらい歳をとっているなどというものですが、何故、パラドックスと言われて
いるかというと、相対性理論では等速で運動しているか静止している限り、自分に対して動いている
ものは時間の進み方が遅いと観測されることからくるもで、地球からロケットを見ると時間の進み方が遅い
が、ロケットから地球を見ても、地球はロケットに対して動いていますから、地球の時間も遅くなるはずで、
二人が再び出会ったら、どちらにとっても、相手が自分より歳下だということになり、これは矛盾だという
わけです。

ところが、実際には、宇宙旅行をした方が若いというのが真実です。つまり、パラドックスにはならない
わけです。何故かというと双子が離れた後、再び出会う場合は加速度が生じることになりますので、
単純に、等速運動のときの計算は適用できないからです。

ところが、どういうわけか、相対論の教科書や一般向けの科学書では地球の時間を基準にして、等速運動のときに
生じる時間計算で、宇宙旅行から帰ってきた方が、これだけ若くなるとやっているわけです。

何故、兄から見た地球時間を計算しないのかという疑問に対しては、これはロケットが実際には加速度運動
をしているので、それはできない。その辺の事情を詳しく知りたければ、一般相対性理論を勉強して
ください-チャンチャン、となっています。つまり、パラドックスへの疑問を完全には解決していないという
ことになります。ところが、この一般相対性理論というのはホーキングも若い頃、苦労したと言われる
ほど難解なものでして、素人の手に負えるものではありません。

そこで、僕はこれを特殊相対性理論の範囲で、わかりやすく解説しようとしたわけです。

結論は次のようになります。
例えば、ロケットの加速度を地球の重力加速度と同じにして、我々の銀河のとなりにある
200万光年彼方にあるアンドロメダ星雲へ旅立つとしましょう。
200万年以上も生きられるわけがない？ご心配ご無用、後で説明します。

ロケットは地球の重力加速度と同じですから、進行方向を天井にすれば、地球上と同じ
重力環境になりますので、生活しやすくなります。

初めは加速していき、次にやはり同じ加速度で減速します。このときロケット内の人は進行方向
を床にするとやはり地球と同じ重力環境になります。加速度の向きはロケット内の時間の進み方には関係
ありません。そしてアンドロメダ星雲まで来たときに、一瞬停止し、今度は地球に向かって加速する。

相対性理論では光速を超えるものは存在しませんが、それはあくまで、周囲のものに対して
光速を超えないというわけでして、ロケットの速度が光速の半分でも、200万光年彼方にある
アンドロメダ星雲の近づく速さは光速の100万倍にも達するのです。
周囲に対する速度が光速の半分なら、はるか彼方にある星雲が近づく速度も光速の半分に
なるような気がしますが、そうではありません。ローレンツ収縮と言われる効果があるからです。

ロケットの住人が再び地球に戻ってきたときは、400万年以上後の未来世界というわけです。
このように時空は奇妙な構造になっているわけです。

ただし、ロケットは速度が上がる度に、相対論的質量が増大していきますので、絶えず
１Ｇで加速するには膨大なエネルギーを出せる機関が必要になり、そのような機関は現代の
技術では不可能でしょう。


以上のことは、光速度一定という事実と、その条件を満たすためには実際の時空が
ローレンツ変換が適用できるようになっているのだろうという条件から出発して、
高校の理系数学レベルで解説が可能です。

しかし、やってみるとあまりにも数式が複雑に絡んできますので、全てを理解してもらったと
しても、どこかで騙されているのではないかという感じがするかもしれません。
もう少しスマートな解説ができないものかと思案しています。


自分で納得できるものができたら、ここ↓で見れるようにしておきます。
いつになるかわかりませんが。
http://www.imd-g.com/framepage5.htm
それから、数年後には自分独自の理論もそこでお知らせしたいと考えております。
battamotherさんが最も興味をお\xBB