光速越えに関する疑問です

質問

私が光速に近い速さで移動することによって、空間が縮んだとします。それから、減速していき
静止したとすると、その間は、空間が元に戻ろうとするために膨張するのではないかと私は思います。もしそうだとすると、光速に近い速さで動いていたために空間はかなり縮んでいたと思われるので、減速から静止までの間に空間はかなり膨張するのではと思います。よって、かなりの距離を進めるのではと思います。
例えば、ゴムで出来た巨大な将棋盤の1九に、1一に向かって動いている私がいるとします。
まず、将棋盤を縮めることで1九と1一の距離を縮めます。そうすると、私は1一により速く到達出来るようになります。そして、私が1一に到達したら将棋盤を元に戻します。そうすると、
私は、1九から1一までの距離を通常よりも速く動けるのではと思います。

この方法で光速を超えることは可能でしょうか？

よろしくお願い致します。

回答No.5

kagakusuki · ベストアンサー

>減速していき静止したとすると、その間は、空間が元に戻ろうとするために膨張するのではないかと私は思います。

　はい、減速して行くのに従って空間が膨張します。

>光速に近い速さで動いていたために空間はかなり縮んでいたと思われるので、減速から静止までの間に空間はかなり膨張するのではと思います。

　はい、最初の速度が光速に近ければ近いほど、空間の膨張率は大きくなりますので、光の速度に非常に近い速度で動いていた場合には、減速している間に空間はかなり膨張します。

>かなりの距離を進めるのではと思います。

　いいえ、その様な事にはなりません。
　今仮に、1マスあたりの長さが30万kmある巨大な将棋盤があったとします。
　1九と1一のマス目の差は8マスですから、1九から1一へ移動するには通常であれば240万km移動しなければなりません。
　その際、1九を出発した直後に光速の86.6%の速度になるまで急加速したとしますと、質問者様から見た場合には、将棋盤のマス目の1九と1一の距離が120万kmになった様に見える事になります。
　120万kmにまで縮んだ将棋盤の1九から1一までの間を光速の86.6%の速度で移動しているのですから、1一のマス目に到着するのは"質問者様の時間では"4.62秒後の事となります。
　1一のマス目に到着する直前に急減速して「『1一のマス目に対して』静止」しますと、120万kmに縮んでいた1九と1一の間の距離が240万kmにまで膨張します。
　その減速の際に膨張するのは1九と1一の間の空間なのですから、減速中に超高速で遠ざかって行くのは出発点である1九のマス目の方であり、質問者様が超光速で移動する訳ではありません。
　その「超光速で遠ざかって行く1九のマス目」の速度に関しても、1九と1一の間の空間が膨張した事によって1九と1一の間の間隔が広がったという事であって、1九のマス目自体は1九のマス目が存在していた場所からは"移動していない"のですから、1九のマス目の速度が超光速になったという事にはなりません。
　質問者様が移動していた間は、2つのマス目の間の距離は120万kmに縮んでいて、その距離を4.62秒かけて移動したのですから、質問者様の移動中の速度はあくまで光速の86.6%の速度という事になります。
　一方、将棋盤から非常に遠方の所に居て尚且つ将棋盤に対して静止している観察者から見た場合、質問者様が移動している間も将棋盤のマス目の1九と1一の距離は240万kmのままで変わりがなく、その240万kmの距離を、質問者様が光速の86.6%の速度で移動して行き、1九を出発してから9.24秒後に1一に到着した様に見える事になります。
　しかし、将棋盤に対して静止している観察者から見た場合、質問者様は光速の86.6%の速度で移動しているのですから、「質問者様の時間が流れる速度」は「将棋盤に対して静止している観察者の時間が流れる速度」の半分の速度にまで遅くなっている様に見える事になり、「将棋盤に対して静止している観察者の時間」が9.24秒経過する間に、「質問者様の時間」はその半分の4.62秒しか経過しません。
　つまり、質問者様が「元々は240万kmだった距離を120万kmまで縮めた上で4.62秒で移動した」と感じていても、それは外から見ると「240万kmのままの距離を9.24秒かけて移動した」という事に過ぎず、そのため質問者様の移動速度は光速の86.6%の速度のままで変わりがないという事になります。
　光速に近い速度で移動する際に小さくなるのは距離だけの話ではなく、移動する質問者様の時間の速度も小さくなる事を忘れてはいけません。

【参考URL】
　楽しい物理ノート > 新ホームページへ > 相対論 > 時間の遅れとローレンツ変換
　　http://kenzou.michikusa.jp/Rel/SpecialTheoryOfRelativity.pdf

　時間の遅れ - Wikipedia
　　https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93%E3%81%AE%E9%81%85%E3%82%8C

お礼

詳しく説明してくださったおかげで納得することが出来ました。
ありがとうございました。

回答No.6

雪中庵（@psytex）

間違えてはいけないのは、光速不変性（一定）は、
観察者に対してです。
言われている「光速により空間が縮む」というのも、
「運動する物体の時間が遅れる」ならば、その物体に
とって、移動は一瞬の間である＝空間が縮んだように
感じられる、という事です。
たとえば亜光速でなくとも、あなたを冷凍冬眠させれば、
一瞬で移動したと感じるでしょう。
それは「超光速を観察する」という話とは別です。

お礼

回答をして頂きましてありがとうございました。

回答No.4

chiha2525_

光速を超えない、というのは、慣性系に注意する必要があります。

大雑把に光速を３０万ｋｍとします。地面でも宇宙空間でも、どこでもよいですがラインを引っ張って３０万ｋｍを書いておきます。これを１秒で走り抜ければ光速です。０．５秒で駆け抜ければ光速越え。できるでしょうか？　答えは『出来ます』。

ただし、走り抜ける本人は距離が縮んで約半分になります。０．５秒で１５万ｋｍ弱、おしい光速まであとちょっと。ラインで止まって見ている人は、走っている人の時計がゆっくり進むのを見ます。走る人の０．５秒は、ラインで止まっている人には１秒ちょっと。

将棋盤ってのは、そういうことです。

お礼

回答をして頂きましてありがとうございました。

回答No.3

screwdriver

その前に身体か持たないのだが・・？

どうやって呼吸するの？

肺や何やかや　光速に耐えられる様には出来て無いのに・・

夢の又夢

お礼

回答をして頂きましてありがとうございました。

回答No.2

SPROCKETER

そういう方法では光速度を超えるのは不可能ですが、光速度を超えるか、超えないかという限界点に近づくほど、物理法則に破れが出て来て、従来の物理理論が通用しない状態が生まれるかもしれないので、光速度は絶対に超えられないと信じ込まない方が良いかもしれません。

　例を挙げますと、絶対零度にならない限り、電気抵抗がゼロになることは無いと信じられていた時代がありましたが、実際に実験すると、絶対零度になる前に電気抵抗がゼロになる超電導現象が発見されていますし、絶対零度に近づかないと超電導現象は起こらないと考えられていたのが、高温超電導物質の発見で覆されています。

　常識を疑うのが科学であり、光速度は絶対に超えられないという通説も疑った方が良いかもしれません。光速度に非常に近づいた状態では、従来の物理法則が破綻して通常ではあり得ない現象が起こっていても不思議ではありませんし、ビッグバンで宇宙が生まれた時には、そういう現象が起こっていないと説明出来ないのが事実ですからね。

お礼

参考になりました。
回答をして頂きましてありがとうございました。

回答No.1

tetsumyi

通常よりも速く動けるのは、間違いないです。
しかし、光速に近付くが光速を超えることはできない。
そういう意味で、光速は速度の限界なのです。

お礼

回答をして頂きましてありがとうございました。