光速不変の世界では、光の速さはいつも30万km毎秒です。 そして時間と空間(距離)とは切り離せない関係にあります。 また移動速度が速くなれば、時間の流れは遅くなる関係にあります。 これは、光速に近い速度で移動する粒子の寿命が、 通常より長くなることから確かめられています。 もう一つは、スペースシャトルに搭載した時計が地上においた場合よりも ほんのわずか遅れることから確かめられています。 さらに、速さ=距離÷時間、の関係は認められているようです。
さてスペースシャトルが地表に対して速度vkm毎秒で移動しています。 この時スペースシャトルの時間の進む速さt1は、 地球の時間が進む速さt2に対して、 t1=t2×(1-(v/c)2)1/2、 の式で表されるように、時間は地上よりもゆっくり進みます。 この式のc(km毎秒)は光速です。
速さ=距離÷時間、と光速不変の関係から、 時間の進み方がゆっくりになる(時間経過を表す数が小さくなる)と、 距離が縮みます(地上から見るとスペースシャトルは縮む)。 これは次のような関係にあります。
地上の30万km 光の速さは地上でも30万km毎秒=−−−−−−−− 地上の1秒 スペースシャトルの30万km 光の速さはスペースシャトルでも30万km毎秒=−−−−−−−−−−−−− スペースシャトルの1秒 地上の30万km×(1-(v/c)2)1/2 =−−−−−−−−−−−−−− 地上の1秒×(1-(v/c)2)1/2
ところで、スペースシャトルの時間が地球の時間よりゆっくり進むのは、 どのように確かめるのだろうか。 スペースシャトルが発射してから地球の時計で10時間経過したとき、 スペースシャトルは帰還した。 この時スペースシャトルの時計は9時間しか経過していなかったとします。 (本当はこの時間差はごく微少であるらしい)
地球の10時間後にスペースシャトルが戻ってきたなら、 スペースシャトルでも10時間が経過し、 スペースシャトルの時計の進み方が1時間ほど遅れると考えた方がいい。
地球で10時間経過したのに、
スペースシャトルでは9時間しか経過しないとします。
するとスペースシャトルは地球に対して1時間早く帰還しているはずです。
この1時間の間スペースシャトルは、
飛んでいるスペースシャトルと
帰還したスペースシャトルの2機が存在します。
この時間差がある2機はいつ合体するのだろうか。
(時間差はごく微少なので、
着陸の時この2機はほんの少ししかずれていない。
だから、1機にしか見えない。
でも、ずれはいつ解消するのだろう。)
お楽しみいただけましたか。
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