今回はこういうお題でいきます。さて、みなさん相対性理論はご存知
ですよね。アインシュタインが特殊相対性理論を発表したのが１９０５年
でしたかね。今回お話するのはこちらのほうです。本当は一般相対性理論も
使ったほうが当記事の趣旨に合うんでしょうが、こっちのほうは
自分もまだあんまり理解していないので、とりあえず。
さて、一般相対性理論を一言で表すとすれば、光速度は不変である、
ということでしょう。で、これを守るためには、ものの長さや時間の
ほうを変化させなければなりません。速い速度で物体が動いている場合、
その中では時間の流れは遅くなり、長さ（距離）は縮みます。
ただし、速度というのは相対的（何かと何かの動きを比較した場合に
生ずる）なものなので、観測者がどの立場にいるかで違ってきます。
アインシュタインが言うように、同時が同時でなくなるんです。
さて、速度を求める式は、みなさん小学校で勉強したはずですよね。
速度＝距離÷時間 です。例えば、１０００ｍの距離を１００秒で
進んだときの速度は１０００÷１００＝１０ 秒速１０ｍです。
では、速度が光速の場合どうなるか？
光速度（約３０万ｋｍ/秒）＝距離÷時間 になるんですが、ここで光速度は
不変です。そして速い速度で進んでいるものの中では時間の流れが遅くなります。
うーん、そうですね。この場合はわかりやすく時間が０．５秒になるとしましょう。
で、この式に当てはめてみると 光速度＝距離÷０．５秒
・・・おかしいですね。式が成り立ちません。約３０万ｋｍ/秒の光速度を
出すには距離も半分の長さにしなくてはなりません
光速度（約３０万ｋｍ/秒）＝０．５距離÷０．５時間
光速度を一定とすると、距離も時間も、両方縮めてしまわなければならない
ということがおわかりいただけたかと思います。では、
これがSF作品によく出てくるワープ航法に使えるでしょうか。
これ、残念ながら２つの点から使えないだろうと考えられています。
その一つは長さ、ということですね。みなさんは数学の幾何で線（線分）を
引かれたことがあると思います。あれって、じつは長さ（距離）はあっても、
幅のないものなんです。ですが、どれだけ細いシャーペンを使っても、
線の幅というのはできてしまうんですね。
で、上で述べた話は、あくまで縦・横・高さ の３次元のうちの１つについて
のことです。でも、ワープ航法をするためには宇宙船のようなものに
乗らなくてはなりません。とすると、どうしたって幅（というか奥行き）が
できてしまいますよね。
ですから、特殊相対性理論だけでは、ワープ航法の原理は得られないという
ことになります。これについてはやはり、空間を扱った理論である
一般相対性理論を援用しなくてはなりません。
相対速度
もう一つは「観測者の立場」ということです。速度というのは相対的なもので、
見る人によって変わっていきます。例えば、ある電車が時速１００ｋｍで
進んでいるとしましょう。これ、遠く離れた地面に立って見ている人には
電車は１００ｋｍ/時で走っています。しかし電車に乗っている立場の
人から見れば、地面のほうが１００ｋｍ/時で動いていると言っていいんです。
この２つの立場に違いはないんですが、普通は地面は動かないと考えられて
いるので、電車が１００ｋｍ/時で走っていると思ってしまうんです。
あとそうですね。１００ｋｍ/時で走っている電車と１００ｋｍ/時の電車が
並走しているとすると、どちらの電車に乗っている人も、相手が止まって
見えるはずなんですね。
同様に、１００ｋｍ/時で走っている電車に乗っている人からは。６０ｋｍ/時で
走っている電車は、４０ｋｍ/時で走っているように見えるはずです。
ここまではいいですよね。
３次元座標
では、宇宙空間を光速に近いスピードで飛んでいる宇宙船があったとします。
これ、地球から魔法の望遠鏡で見たとすると、宇宙船の進行方向への
長さは縮み、宇宙船内の時計は遅くなるはずです。
しかし、宇宙船の中の人にとっては、長さの縮みも、時間の遅れも感じる
ことはできないはずです。普通に暮らしてるときと同じ。
ただ、地球から見ればそう見えるというだけのことなんです。
（実際には地球も高速で公転、自転しているので、その影響は受ける）
ブラックホール→ホワイトホール
さてさて、ここまで読まれてどう思われたでしょうか？ やはり、特殊相対性理論
だけではワープ航法は無理、ということがおわかりいただけたのでは
ないでしょうか。では、空間を扱った一般相対性理論ならできるのか。
ここは難しいです。自分でワープ現象を起こさなくても、
ブラックホールとホワイトホールを利用すればできるのかもしれません。
しかし、ブラックホールはこの間、観察されましたが、ホワイトホールが
あるという証拠はまだ見つかってないんですよね。では、今回はこのへんで。