雑学まとめ

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運動はいつも相対的なもの

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運動というものはいつも相対的なものです。ところが、いま地上の人が飛行機の時計を見ることができるとして、地上の時計と比べると、飛行機の時計が遅れて見える。飛行機の時計がゆっくり進むように見える。同じ人が、自分に対して運動している時計と運動していない時計を比べると、運動している時計の針はゆっくり進むように見えるのです。

特殊相対論に関連して言っておかなくてはならないことは、時間のたち方についてです。運動していると時計がゆっくり進むんです。進み方の話です。時計がゆっくり進むように見えるということですね。たとえば、飛行機にいま乗っているとします。飛行機に時計がある、地上にも時計がある。飛行機に乗っている人が飛行機に乗っている時計を見ているときの時計の進み方と、地上の人が地上の時計を見ているときの時計の進み方は全く同じです。

まず、話をきちんとさせるため、時計とは何かということを決めましょう。時計とは周期運動をするものですね。そこでいまいちばん簡単な装置として、上と下に鏡を置いて、その間をパタンパタンと光が往復するようにしておきます。光が往復してパタンパタンとくれば、それを一秒であると定義しておきます。

この装置が飛行機に積んであるとすると

この装置が飛行機に積んであるとすると、飛行機に乗っている人がその様子を見る場合は、光は垂直にA点とB点を往復してパタンパタンと一秒ですね。ところが、それを地上にいる人が見ると、下のA点から光が出発して上の鏡に着く間に鏡は飛行機のスピードだけまえに行っていますから、上のB点に行くためには光はすこし斜めに進まなくてはなりません。その分距離が長くなるわけで、つまり時間が余計にかかる。

いまもし、地上の人が高速の車かなにかで高速道路を飛行機と同じ速さで走りながら飛行機の時計と自分の時計を比べたら、何の差も認めることはできないわけです。同じ運動状態にあるときは差はでてこない。

パターンの周期が、パターンパターンとなってゆっくりの周期になる。ゆっくりの周期の時計はゆっくり進みます。こういう理屈です。パタンパタンが一秒、パターンパターンは一秒よりすこし長くなるのです。地上で見ている人の周期はパタンパタンですから。こちらは五秒たっているのに、あちらは三秒しかたっていない、とこういう言い方になるのです。

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