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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です（原文：距離（長さ）と時間と定義とは）
距離と時間の定義について
このQ&Aのポイント
- 距離と時間の定義について考えます。物理学では光速度が不変であることが知られています。完全剛体は存在しないため、距離の測定には巻尺や定規を使用することはできません。同様に、時間の測定には直接的な定規は存在しないため、原子時計などの方法が用いられます。
- このように、距離と時間の定義は非常に曖昧なものとなります。唯一不変な基準として光速度が用いられますが、なぜ光速度が唯一不変なのかは現在の物理学では解明されていません。また、宇宙がこのようになっている理由も解明されていないことが多いです。さらに、人間が空間や時間をどのように認識しているのかも正確にはわかっていません。
- したがって、距離や時間については私たちが認識しているものと実際の現象が異なる可能性もあると考えられます。これはSFのような話ですが、現在の科学ではまだ解明されていないことが多いです。
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『原子時計』のところで、もうちょっとですね。 地球を中心に考えればすむ時代は地球のサイズから距離を定め、地球の公転運動から時間を定めたんでしょうが、現在の時間と距離の約束は、宇宙のどこにいっても手に入るもの・・・そう考えられるものを基準にしています。 それはCe原子です。宇宙のどこかにCeが一個も存在しないところは考えられない。どうにかして手に入れられる。Ce原子が地球と違う場所では全く違う性質になってしまうなんてことも考えられない。セシウムは１族元素で炎色反応とか、簡単に固有の波長を持った光を出させることができます。 だからその測定に使う波長（色）を決めておいて、まず距離をその光の波長何個分＝光の1秒間に進む距離の光にある波の山の数と定め、それから時間1秒をそれだけの光が進むために必要な時間と定めます。（一番詳しいのは理科年表ですね。図書館とかにおいてあると思うので、物理分野の一番最初に書いてありますよ。詳しい数値は覚えても意味がないですね。必要なときに調べればすむことで・・・） でも宇宙や空間など、やはり疑問は残ります。原子を使っても小さな地球にすぎません。 空想やSF、それはそれでいいと思いますが、アインシュタインとかのえらいところは、単に空想でなく思考の結果が実際の観測できる現象に結びつくまで、思考を突き詰めているところですね。考察を楽しんで、そういうところまで突き詰められたら・・・・ 真空といえども極み尽くせない・・・超弦理論とか、素粒子のもうひとつ下の世界に新たな粒子の階層が見えてくるのか、それとも空間そのものが見えてくるのか・・・どうおもいますか？それをどう示しますか？
お礼
ご回答頂き誠にありがとう御座いました。
補足
ご回答有難う御座います。 大変よくわかりました。 相対論はこの宇宙はどこでも物理法則が同じと言うのが前提だと思います。 セシウム原子が一個あれば距離の基準として波長が使えますし、時間の基準としも使えるわけですね。 私には時間とは何か？、空間とは？と言う疑問は以前残ります。 空間に最小単位（部屋のようなイメージ）がありそれが１０個分で１ミリなどと定義するならとても理解しやすいと思いますが。（プランク長は自分なりの解釈では、それ以下では意味を持たない大きさと言うよりはただ単にそれ以下の事は解らない）と解釈しています。 今現在素粒子と言われている物が複数存在していてもそれが物質の最小単位と言うのも理解できません。さらに小さい単位が存在するように思えてなりません。証明も理論も根拠は無いのでただの創造になってしまいますが・・・。 現在の物理学に矛盾が無いのは解るのですが少し本などには問題があるようにも思いました。素人向けの本ですと解りやすくする為とは言え大事な点を書いていない為、誤解を招くようになったりしていると思います。例えば大きな世界と小さな世界では計算式が別物と言うのも宇宙が同じ法則である以上おかしいように思います。ただ単に近似値を得る計算と正確な計算式は違う為と思うのですが？。素粒子の不確定性は小さい世界でしか影響しないとは思ないですし、その素粒子から出来ているマクロな世界も無視できる範囲とは言えその不確定な影響を受けていると思います。 少々生意気なコメントになってしまい大変申し訳御座いません。でもこれが私の持っているレベルでの意見になります。ご意見いただけましたら幸いです。 ご意見頂き誠にありがとうございました。