『相対性理論』
第4回
< 特殊相対性理論で起きる現象②>
「光の速度が絶対定数値(30万km/秒)ならば、どのようなことが起こるのか?」
前回に引き続き、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(「質量とエネルギーの等価性」)
●【現象5】物体は光の速さを超える事は出来ない
●【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
物体は速く動けば動くほど、質量が大きくなっていきます。人でいえば、体重が増えるのです。光の速さに近づくと、物体の質量はとんでもない重さになり無限大に近づきます。
これを動かすには、膨大なエネルギーが必要です。
燃料を燃やして加速するロケットがある。 しかし、どれだけ燃料を使っても、光速 より速くはならない。 では、光速近くで燃やし続けているエネ ルギーはどこに消えたのか?
相対性理論では、エネルギーは質量に変わり速度の増加は得られなくなります。
エネルギーは速度を増加出来ない分、質量を増加させていると言える。
●【現象4】質量とエネルギーは同じもの(「質量とエネルギーの等価性」)
エネルギーと質量はE=mc2 で「等価」。エネルギーは物質の質量に光速の2乗を掛けたものに等しいということです。
それは運動している止まっているとは関係なくエネルギーがあるということです。
そして、そのエネルギーは重さに比例するのです。つまり重いものはそれだけでエネルギーが大きく、軽いものはエネルギーが小さいということになります。
それはエネルギーが質量だと言っている訳ではありません。
質量の減少はエネルギーが失われたことを意味し,エネルギーの増加は質量が増えたことを意味します。 質量とはエネルギーに変換できる潜在性をもったもの と言えます。
ただし、物質からエネルギーへの変換は実際には技術的に大変むつかしい。
質量をエネルギーに変換させるためには、変換させるためのエネルギーがまた膨大になる。
ウランの原子核分裂(核分裂)の際、エネルギーを放出するのと同時に多くの中性子が生み出され、その中性子が他のウランの原子核に当たって、また核分裂を起こすサイクルが働く。
これが原子力エネルギーといわれるものです。
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(担当P)
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