サルでも解る一般相対性理論

質問

こんにちは。

時間と空間について考えている内に一般相対性理論の理解が必要そうだなと思いました。
ところが私はこうした知識が無いため、一般相対性理論について書かれた本等難しいのです。

知りたいのは、
◯高速より早いものは無いとは何故か？
◯高速に近づくと時間の流れが遅くなるとはどういう意味か。
◯速度が速ければ出発前の時間の出発した場所に戻れるとはどういう意味か。
などなのですが、これらについて解り易く説明している本、或は書き込みなど期待しております。

よろしくお願い致します。

回答No.7

noname#175206 · ベストアンサー

お示しの疑問は、一般相対論ではなく、特殊相対論ですね。定性的に理解したいなら、お示しのようなトピックを「そういうものなのか」と受け入れるしかありません。しかし「なぜ」がお知りになりたいのですね。ですと、数式で解説した本が必要となってきます。特殊相対論の基本的なアイデアを知ればいいのですが、それには偏微分とか難しい数式は必要ありません。四則演算とルートと2乗で充分です。
　以前は、「わかる相対性理論（アベリヤノフ著）」というのが、通勤電車でも読める本として知られていましたが、今では絶版で古本で手に入れるしかありませんし（Amazonで入手可能）、トピックも古いです。「よくわかる相対性理論の基本（水崎拓著）」が、それに近いようです。それは、
http://books.google.co.jp/books?id=u_1_ip6U_N8C&printsec=frontcover&dq=%E3%82%88%E3%81%8F%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96%E3%81%AE%E5%9F%BA%E6%9C%AC&as_brr=3#PPT15,M1
といった具合で、断片的ですが内容が読めます。相対論以前は、時間と空間は誰にとっても不変だったのが、光が誰にとっても不変ということになってしまい、じゃあ空間と時間は不変じゃないじゃないか、と大騒ぎになった様子が面白いですよ。

お礼

ご回答ありがとうございます！

今度早速本本屋に行ってみます。
ありがとうございました。

回答No.6

Tacosan

端的にいえば, 「前の人が何らかの事情で立たなかったときに, その次の人も立たない」ということができるかどうか.

お礼

ご回答ありがとうございます。

そうでした！(笑)
全員となりの人ではなく時計を見ているのでしたね。

時計の針が何時を指しているかを認識するのはその時計の針というイメージが視覚に入って来るまでの光の作用によるもので、この速度を超える事ができないから情報は伝わらないという事でしょうか。

そうだとした場合、視覚を必要としない認識、たとえばテレパシーとか直感とか言ったもので情報を認識するならば情報伝達は可能という事でしょうか。

さらにタオキンで出来た体をもった生命体(霊とか)がいると仮定した場合。それらは光速を超える事ができ、しかも情報の認識に光を必要としないので光速を超える事が出来る。
と言えるのでしょうか？

もし言えた場合、霊が未来から過去にさかのぼり、過去の人達に語る事は可能なのでしょうか。

回答No.5

Tacosan

例えば 1m 間隔で 1000人ほど並べ, それぞれの人に「隣と 1ns だけ違う時計」を渡します. そして, 全員に「12時ちょうどに立ってください」といえば, 「人が立つ」という現象は 1m/1ns = 1Gm/s で伝わります. 光速は約 3億m/s = 0.3Gm/s ですからこれは光速の 3倍以上の速度になるのですが, 「途中で止めることができない」という意味で「人が立つという情報」を伝えているわけではありません. これが「情報伝達うんぬん」の意味です.
あと, 因果律の話ですが, 「原因は結果より時間的に前にくる」というのが「因果律」です. タキオンと相互作用できると, タキオンを使ってこの因果律を壊すことができます.

お礼

ご回答ありがとうございます。

物わかりが悪くて申し訳ありません。。
「途中で止める事ができない」とはどういう意味でしょう。。。

他の部分は解ったと思います。

回答No.4

debukuro

本人の論文を読むのが一番分かりやすいです
相対性理論　岩波文庫刊　５０円

どのような運動も光速度を超えることができないように見える
これはポアンカレの言葉です
粒子を加速するとき与えたエネルギーに見合っただけの速度が得られないが他の粒子に衝突したときは速度以上の破壊力がある
これは質量が増加しているに違いない
このまま加速を続けると光速度に達したときには質量が無限大になりそうだ
無限大の質量を加速するには無限大のエネルギーが必要となるがそんなものは存在しない
だから光速度を超えることはできない

時間の経過が遅くなるなるのではなく運動している物体を静止したところから見ると運動している物体の時間経過が遅れて見える
これは相対的なものだから互いに等速で逆方向に進んでいるときはどちらから見ても相手の時間が遅れて見えるということです

もし光速度よりも早く進むことができたとすれば過去に自分を発した光に追いつくので過去の自分を見ることができるということです

お礼

ご回答ありがとうございます。

安いですね！No1の方のHPで解らなかったら本で再チャレンジしてみます。

最後から２つめのパラグラフの意味が全く解りません。

最後のパラグラフは「見る事が出来る」のであって「関与する事が出来る」という事ではないのでしょうか。
タイムマシーンのような。。。

何はともあれこんな文字数制限のある枠内で説明を求めた事自体が間違えていたのでしょうか。

皆様の話しがレベルが高過ぎて私には解りかねます。。。
先ずHPを読んでみます。

回答No.3

Tacosan

厳密にいえば, 相対性理論では「光速を超える情報伝達」を否定しているのであって, 「光速より速い粒子」(タキオン) を否定しているわけではありません. なお, 光速を超える「情報伝達」を否定しているだけであり, 「情報が伝わらなくてもよい」なら超光速も可能ですし実際に観測もされています.
ただし, 因果律を仮定するとタキオンと相互作用ができないので, 事実上「存在しない」とできます.
しかし.... そうですね, その説明は「全然正しくない」ですね＞#2. いくら雰囲気とはいえ, 完全に方向違いの説明をするのはいかがなものかと思います.

お礼

ご回答ありがとうございます。

むむむ。
情報伝達は不可能？

因果律を仮定すると相互作用が・・・というのは発生以前の時間に戻ってしまうという事なのでしょうか。。。

回答No.2

tetsumyi

この説明は正しくありませんがこんな感じで理解してみてはどうでしょう。
正しい説明はきちんと相対性理論を理解するしかありません。

物体が低速で運動する時に、そのエネルギーはE＝1/2×(mV^2)
光の速度になるとその物体は消失して全てエネルギーとなるので光速より速い物体は存在しない。E=mC^2　（光の速度は極限値なので1/2は付きません）

光速度に近づくと時間の進み方が早く見えるだけです。向こうから見ればこちらが動いています。
離れた位置で相手の時間の進み方を知る方法は光（電磁波）しかありません。
電磁空間が時間の進み方を決定している為に時間の流れが遅く見える。

お礼

ご回答ありがとうございます。

すみません。。。
数式の意味が既に解りません。。。(mV^2)とは顔文字ですか？と思ってしまう程数学から離れて久しい者です。。。

電磁波という言葉もそういえば光ってそうだったなー。と。。。

いやぁ、道は長そうですかね。。。

回答No.1

cetus07

こんにちは

高速→光速ですね？

>◯高速より早いものは無いとは何故か？

光の速度が一定というのは理論から導かれるものでなく、観測結果から導かれたものです。

で、「光の速度が一定」であるという結果を前提にして、理論を積み上げたのが相対性理論です。

つまり、光速に近づくと時間の流れが遅くなると考えた方が観測結果と辻褄があうのです。
今のところ、これらの理屈を引っ繰り返すような実験結果が得られてないから、相対論は正しいとされているだけです。

もしも、光速を超えることができれば、計算上では、時間を逆戻りできてしまうということが導かれるだけです。実際に時間を逆戻り出来るわけではありません。

いろいろと考えていくと、時間とはなんなのだろうか？とか、更に不思議になっていくと思います。

このあたりが参考になると思います。
http://www1.odn.ne.jp/~cew99250/soutairon.html

お礼

ご回答ありがとうございます。

すみませんでした「光速」です(笑)
とりあえず凄いボリュームですが、お教え頂いたHPで理解できるものなら是非読んでみたいと思います。

ありがとうございます。