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昨日帰りの電車で同僚と光の速さで移動すると時間がゆっくりになることについて話した。
Newtonとか読んでいると、けっこう頻繁にその手の記事が出ているので、「高速でいどうすると時間がゆっくりになる」はおそらく正しいのでしょう。原子崩壊の過程を調べることでも確認されているはずのなので、間違いはなさそう。
で。
これを人に説明するのが難しい。
まず、
- 高速移動している物体と、その中の人
- その移動している物体を見てる人
ってのが必要です。
で、移動している物体の中には発光機があって、その発光機から地面に光が届くまで1秒になるとします。
== : : : ↓ ==
で、上記の光の動きを移動体の外のひとから見るとどうなるでしょう?
左から右へ高速移動しているとすると、
↓開始時点 == : : : ↓ == ↑終了時点
上記のように斜めに動いたように見えるでしょう。
で、どっちもかかった時間は1秒のはずです。
しかし、外から見た場合、光の移動距離は長くなってます(3平方の定理より自明)。
時間t(s)は移動距離(d)と光の速さ(c)から求められるので
t=d/c
で、この移動にかかった時間は1秒のはずです。
しかし光の速さcは絶対普遍なので、観測された前者と後者のdに発生した差異を調整するには時間tを調整するしかありません。
移動している中のひとが一秒だと観測した時間は、外のひとから見ると実は1秒未満の時間だということになります。かりに前者と後者のdを2倍とすると単純に移動体のなかの時間は外の人から見た時間の1/2となります。
移動体の中の人の時間をt1、外の人の時間をt2とすると
d=c*t1
2d=c*t2
代入してcを消すと
t1=t2/2となります。
ってことであっているのかな?