特殊相対論の時間の遅れについて

質問

特殊相対論の勉強をしているのですが疑問に思ったことがあります。
参考書などを読んでいるとよくS系(静止系)とS'系(速さV=一定)ではS'系の方が時間が遅れると書いてありますが、S'系からみたらS系が速さVで動いているのでS'系の方が時間が遅れることになって矛盾しているように思えるのですがどこが間違っているのでしょうか。

回答No.3

noname#175206

まあ、ざっくり言えば、それを矛盾でないと思えるようになれば、きちんと勉強して理解できたということになります。結構な確率で、このことをもって相対論を矛盾した理論で間違っていると結論してしまう人がでてきます。いわゆる、相間さんの誕生です。
　慣性系の観測者は、自分が静止だと考えて外界を記述するのが基本中の基本です。S系の観測者は自分は静止と考えており、相対速度を持っているS'系の観測者の時計はゆっくりだと結論します。S'系の観測者はまったく同様に自分は静止で、動いているのはS系の観測者であって、その時計はゆっくりだと結論します。両者を対等に（つまり絶対基準で）扱える系は存在しません。S系、S'系の両者にとって唯一共通なのが、どちらもどんな光も速度が共通の一定値だということで、そのことから必然的にそうなります。
　これが相対論の相対であるゆえんでもあります。

お礼

回答ありがとうございます。
では、二人の観測者が同じ時刻を示している時計をそれぞれもって、一方は静止したまま、他方はある速さで等速度運動したとします。等速度運動をした観測者の時計で1時間が経過した瞬間にとまって互いの時計の時刻を確認するとどうなっているのでしょうか。
よく高速で移動する粒子の寿命は延びるといいますが、それは上の場合だと静止していた方の時計が1時間以上経過しているということなのでしょうか。その場合動いていた観測者からみると静止していた方の時間は速く進んでいることにはならないのですか。
わかりにくくてすみません。的外れでしたら指摘していただけると助かります。

回答No.2

yokkun831

>S'系からみたらS系が速さVで動いているのでS'系の方が時間が遅れることになって矛盾しているように思える

矛盾していません。静止系と等速度系とはまったく同等ですから，相対性原理によって一方から他方の時間を観測した結果は同じです。これは，２つの異なる系の相互の観測を述べているのであって，同じ系に静止した２つの時計を比べるのとはわけが違うのです。これが矛盾に感じるうちは，「絶対時間」から解放されていないということになりますね？

お礼

回答ありがとうございます。
つまりそれぞれの系で相手の系の時間を測定すると相手の時間が遅れるということですね。

回答No.1

noname#103727

詳しくないので、ハズしてたら受け流してください。

> S'系からみたらS系が速さVで動いているので

「光の速度は相対的」とは言いますけど。
「物体の移動速度」も相対的に見るんですか？
絶対的位置から見れば、「Ｓ系は静止、Ｓ’系は移動」は揺るがないので...

お礼

回答ありがとうございます。

絶対的な位置は存在しないんじゃないですかね。慣性系はすべて対等なはずです。地球は太陽に対してほぼ円運動しているように太陽も銀河中心に対して楕円軌道もしくは円軌道を描いているはずなので何に対して静止しているのか、運動しているのかを言わないと意味がない気がします。

>「光の速度は相対的」とは言いますけど。

これは光速不変の原理のことですよね。光の速さはどの慣性系からみても同じであるという意味だと思いますが、、