『相対性理論』第3回特殊相対性理論で起きる現象①

『相対性理論』

第３回

＜特殊相対性理論で起きる現象①＞

「光の速度が絶対定数地（30万km/秒）ならば、どのようなことが起こるのか？」

今回からは、それによって起こる現象についてお話して行きます。

　　　　 ●【現象１】動いているものの中では、時間が縮む
　　　　 ●【現象２】動いているものの中では、空間が縮む

　　　　 ●【現象３】動いているものの中では、質量（＝エネルギー）が増える

　　　　 ●【現象４】質量とエネルギーは同じもの

　　　　 ●【現象５】物体は光の速さを超える事は出来ない

●【現象１】動いているものの中では、時間が縮む（時間の流れが遅くなる）ように見える

時間は絶対的なものではないので、動いている人と止まっている人では、それぞれにそれぞれの時間があります。そして、相手を見た場合に差が出るのです。

あなた自身が速く動けば動くほど、周囲に対する時間の流れが遅くなります。そして、あなたの動きが加速し、光の速さに限りなく近づくと、あなた自身の時間は、地上で普通に生活している人たちからは、ほとんど止まっているように見えるのです。

つまり、あなたにとっての1時間が、周りにとっては1年にもなりうるというわけです。

「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（移動している人の時間は、進み方が遅い）」というのがアインシュタインの結論です。

（例１）浦島太郎は、竜宮城にいる間は時間が停止していて、地上に戻った時には、まわりは時間が普通に経過していました。そして玉手箱を開いて煙が出たとたん、地上の時間に戻って老人になったのでした。ということは、竜宮城は光速に近いスピードで動いていたということになります。（ウラシマ効果）

3年間竜宮城にいる間に，地上では300年も経っていたということで、計算によると竜宮城は光速の99.995%で動いていたことになります。

（例２）ミューオンと言う素粒子が存在します。

このミューオンはとてももろい物体で、0.000002（100万分の2）秒で壊れ、電子とニュートリノに崩壊してしまいます。寿命はわずかということで、光速度で飛んでも約600ｍで崩壊してしまいます。したがって、大気圏に突入してから地上まで（約1万ｍ）到達するはずがありません。しかし、地上ではミューオンが観測されているのです。
これは、ミューオンが光速に近い速度で飛ぶため、ミューオンの中の時間の進み方が遅くなったためです。100万分の2秒で崩壊するところが、地上の時間より計算上22.37倍遅いため600ｍが13,400mまで寿命を保つことができたのです。

（例３）精密な原子時計を片方は地上、もう片方は飛行機に積みます。
そして、その飛行機はそのまま世界一周旅行をしました。ではその時、2つの時計の誤差はどうなったでしょう？　飛行機内の時計の方が、地上の時計よりも若干、遅れていたのです。
その遅れはわずか0.000000059秒（10億分の59秒）でしたが、この値はアインシュタインの理論が予測した大きさとピッタリ一致しました。

●【現象２】動いているものの中では、空間が縮む（物が縮む）ように見える