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光の速度より速いものは無い

光の速度で直ぐに思い出すのが、アインシュタインの相対性理論です。 それによれば、光より速く信号を伝えるものはないとなります。
光は私たちの 目で見えるので「光」と言う名前が付いていますが、 光はテレビや携帯電話で使われる電波(電磁波)と同じもので、 エネルギーが電界と磁界という二つの形態の間を行ったり来たりして伝わる波です。
ですから、自動車や電車が止まるように電波が止まるということはありえません。
アインシュタインは少年の頃、このことに興味を持ったそうです。

アインシュタインが少年時代にした思考実験

片側2車線以上の道路などで自動車Aと自動車Bが平行して同じ方向に走っているとき、自動車Aから自動車Bを見ると、 2台の車が同じ速度になったときは自動車Bが止まっているように見えます。
同じことは、電車の線路が複々線になっているところでは隣の線路を走る電車を見ているとしばしば経験します。
ここで、光速まで出せる自動車に乗り、光と平行に走らせたら自動車から光はどのように見えるでしょうか?
自動車A自動車Bの例からすると、自動車と光の速度が同じなら自動車から光は止まって見えるはずです。
しかし、前述したように電界と磁界の間でエネルギーが移動しているから光なのですから 止まって見えることはありえない訳です。

さて、時速1000kmで飛んでいる飛行機から時速1000kmで小型飛行機を飛び立たせると、小型飛行機の速度は時速2000kmになります。
では、光速の半分の速度15万kmで飛んでいるロケットAから光速の半分の速度15万kmで ロケットBを発射するとどうなるでしょう?
ロケットによる光の速度の説明図
時速1000kmのロケットの時と同じ計算をすると光の速度30万kmと同じになって、止まった光が見える可能性が出てきてしまいます。

アインシュタインは光の速度は一定で、時間と空間が変化すると考えました。
このあたりから、説明と理解がし難くなります。
2段ロケットの様にロケットAからロケットBを発射するのですから私たちがテレビなどで現実に見るロケットならロケットBの方が速度は速いです。たぶん、高速に近いスピードのロケットでもロケットBの方が速いでしょう。そうでなければ、ロケットAからロケットBを発射できませんから。
アインシュタインは、動いている物の中にある時計は止まっている物の中にある時計より遅く進むと考えました。
ロケットAよりロケットBの方が時間の進みが遅いのです。速度は、移動した距離÷時間ですから、 移動した距離が大きくても時間が間延びしていれば速度は大きくなりません。時間の間延びは光速に近づくほど大きくなるので、 何段ロケットにしてもロケットの先端が光速になることはありません。ロケットAとロケットBを地上から見ている人の時間間隔はロケットAより進んでいますから、 ロケットAとロケットBの移動距離がどんなに大きくてもその移動に要した時間が短いので光速にならない訳です。
時速1000kmの飛行機の場合も外の人より時間が長くなっていますが、速度が光速よりはるかに遅いので時間の延びが僅かなために無視されているだけです。

アインシュタインの特殊相対性理論では動いている時計は遅くなり、一般相対性理論では重力が小さいと時計の進みが早くなります。
アインシュタインの相対性理論の話は何回説明されても理解できません。この理解できない理論は身近なところではGPSに利用されています。
GPS衛星は速いスピードで地球を周回しているので衛星に積まれている時計は地上の時計より遅くなります、 しかし、数百キロ上空なので重力が地上より小さいので時計は進みます。この時計の補正に相対性理論が使われています。





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