相対性理論では亜光速ロケットが逆に遅くなる？

質問

特殊相対性理論の本をちょっと読んでみました。
速度が早いと時間の流れが遅くなるというのは分かりました。

では、地球から光速に近い速度でロケットが発射されたとします。
地上にいる人からロケットを見ると、ロケットの時間は遅れているように見えます。光速に近いと時間の流れが遅すぎて、地上からはロケットはほぼ止まっているくらいゆっくり動いているように見えるでしょう。
すると、不思議なことになります。
光速に近いくらい「速い」ロケットが、実際にはありえないほど「遅い」ロケットに見えるわけです。

これが不思議でしかたがないです。

我々は新幹線を見ても決してゆっくり動いているようには見えません。
でも、どんどんその速度を上げていくと、どこかで突然、スピードが速いどころか遅くなるんでしょうか？
いったいどれくらい速度が出ると逆に遅くなるんでしょうか？

そもそもこの考え方や理解は合っているでしょうか？

回答No.5

alchool · ベストアンサー

ロケットがブラックホールに落ちていく時、それを外側から見ると（ロケットの速度自体が）ゆっくり動いているようにみえます。

よく勘違されますが、
「ブラックホールに落ちてゆくロケットが光速に近づくことによって時間の流れが遅くなり、
　それによりロケットがゆっくり動いているように見える」
これだと間違いです。

ロケットがゆっくり動いている見える原因は
ロケットがブラックホール周囲の歪んだ空間の中を進むからです。
ブラックホール周辺では「長さの価値」が外とは違います。
イメージ図参照
ロケット自身は亜光速で進んでいても。
歪んだ空間を通り抜けようとする時、余計な移動距離を強いられることになります。
これを外から観測するとゆっくりと動いているように見えます。

ロケットが亜光速であろうがなかろうが、ブラックホール周辺で運動するものは外から見ると遅く見えます。
逆に、亜光速で進むロケットはブラックホール（もしくは重い天体）がなければ、ゆっくり動いては見えません。
亜光速は亜光速です。

お礼

ありがとうございます。
なるほど、よく分かりました。
図はよく見る空間が歪むやつですね。
イメージ的にも理解出来ました。
空間が伸びてる（？）から、速度が変わらなくても遅くなるわけですね。

回答No.2

雪中庵（@psytex）

亜光速で動いている“ロケットの中の時間が遅くなる”
のであって、その事とロケットの速度は無関係です。
ただし、ロケットの中の時間の遅れは、それ以上の
加速の鈍化にはつながります。
いったん加速した慣性速度が遅くなるのではありません。

お礼

＞ロケットの中の時間が遅くなる”のであって、その事とロケットの速度は無関係です。

私も最初はそのように解釈しておりました。
しかし、たびたびそれとは違う解釈の記述を目にして困っています。
例えばブラックホールに飲み込まれていく宇宙船は（それが重力のせいか、速度のせいかわかりませんが）、外から見る人には止まっているように見えるのだ、と書いている本があります。
もし、速度や重力によって、宇宙船の中の時間だけが遅くなるのなら、宇宙船の外にいる人から見れば、宇宙船はブラックホールに消えていくように見えると思うのです。
これは、その本の記述が間違っているのでしょうか？

回答No.1

jaham

完璧に誤解しています

＞地上にいる人からロケットを見ると、ロケットの時間は遅れているように見えます

このようなことではありません