さのかずやブログ

北海道遠軽町からやって参りました、さのかずやと申します

『【物理の先生になり損ねたさのかず先生が説く！】いちばん頭悪い相対性理論』ってブログを書こうとしたけど

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頭悪すぎて相対性理論が理解できなかったから諦めた。



というのも


「インターステラ―」という映画を見たのです。



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個人的にはそんなに面白くなかったんだけど、重力とか時間とかをテーマにしたお話で、相対性理論がらみの話がちょくちょく出てくる。宇宙船にいる時間と、星にいる時間でズレが生じたりする。


そんで、むかーし大学生のときに、相対性理論て勉強したなーと思って、そういえばおれ物理の先生として教育実習いったじゃん！とか思い出して、卒業間際に物理の教員免許の単位足りなくて、数学の教員免許（高校）しか取れなかったの思い出して、これもしかして分かるんじゃね？おれ相対性理論わかるんじゃね？と思ってググったわけです。わかったらこれ、おれがみんなに「相対性理論とはなんぞや！？！？」って教えてあげなきゃいけないんじゃね！？物理の教員免許に足りなかった単位たちも報われるんじゃね！？！？と思いながらググったわけです。


結論、全然分からなかったです。
「よくわかる相対性理論（入門編）」みたいなサイトが1998年に書かれた Web0.3 くらいの時代の文字ビッシリ背景ギラギラなものだったり、「サルでも分かる相対性理論」みたいなサイトが20章くらいで構成されていたり。相対性理論を理解できる層はUI/UXとか考えたことないんかみたいな状況になってる。理解できる層に辿りつけなかった我々の責任です。そら教員免許も取れませんわ。


でも「時間のずれ」に関しては


Wikipediaでこういうのは見つけれたんですよ。

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



こんな式がありました。


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Δt'=√(1-(v/c)^2)Δt
という式。これくらいなら高校物理レベルだから説明できるー！ヤッター！インターステラ―を見て「なんで時間遅れんねん」って思ったみなさん！ちょこっとだけなら説明できるよー！！



Δt'=√(1-(v/c)^2)Δt　の説明


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この暗号みたいな式なんですけど、言ってることはそんなに難しくないです。
動いているものは時間の進みが遅い、という、それだけです。
記号をみてみましょー。


Δt' というのと、 Δt というのが、よく似てますよね。
物理で t というと時間のこと、 Δ というとちょっとだけ変化することなんですが、つまりこういうことです。


Δt'　：　移動しているものの時間
Δt　：　移動していないものの時間


ということですね。で、この v と c というのは


v　：　移動しているものの速さ
c　：　光の速さ


となってます。ちなみに光の速さは決まっていて、秒速30万キロくらい。よく分かんないっすね。シューマッハと同じくらいでしょうか（？）


で、「時間の変化」とかいうとわかりづらいですが、移動していないところ（地球）で1秒経ったとして考えてみると、Δt = 1 になるわけです。


となると、移動しているところ（宇宙船とか）で何秒経ったか？が計算できるわけです。√(1-(v/c)^2)。よくわかんないかもしんないですけど、光の速さと同じスピードで移動したら、時間は止まるわけですね。秒速30万キロとか無理だけど。赤い皇帝ならいけるのかな（？）


で、「動いているものは時間の進みが遅い」というのは、
動いてるスピードが速ければ早いほど、動いているものの時間は1秒から少なくなるっていうのがこの式からわかると思います。「√ってなんやねん」って子はごめんなさい。一緒にパチンコでも行きましょう。



たとえば


「宇宙船の20年が地球の1時間」ってどういうことよ？って映画見た人は思ったと思います（微妙にネタバレではない）。おれも上のような話はなんとなく知ってたんでなんとなくは分かってたけど、結局よくわかってなかった。20年はだいたい18万時間だから、この式にあてはめてみよう。


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1[時間] = √(1-(v/c)^2) × 180,000[時間]


ということになる。すごいスピードで動いてる宇宙船からみると、逆に宇宙船が止まっていて、地球がすごいスピードで動いているので、こういう式になる。めんどくさいから説明飛ばしてばーっといじってみる


1/180000 = √(1-(v/c)^2)
(1/180000)^2 = 1-(v/c)^2
(v/c)^2 = 1-1/32400000000
v/c = √(32399999999/32400000000)
v = √(32399999999/32400000000) × c

∴ v = 0.99999999998 c


となる。 宇宙船、ほぼ光の速さじゃねーか。なんだその設定。ターミネーターと呼ばれた全盛期のシューマッハかよ（？）



ということで


映画の設定が結構ありえないのでは、ということは明らかになりましたが。個人的には「動いているものは時間の進みが遅い」がなんとなくわかったので満足です。

  • なんで速さが時間の進みと関係あるわけ？
  • ていうかなんで光の速さが関係してるわけ？

あたりは、なんか「どんな速さのものから見ても、光の速さは一定」とか、「エネルギーは質量に比例する」とか、そういう話が元になってるみたいなんですが、「そういう話」ひっくるめて「相対性理論」というようです。


もうめんどくさくなったから、あとはぼくよりもっと頭の良い方々に託します。なんで書き始めてから1時間も経ってんだ。



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「そもそも相対性理論というのは一般相対性理論と特殊相対性理論があって」みたいなクソリプは一切受け付けておりませんのであしからず。
「そんなことよりまるえつに耳元で囁かれたい」とかなら僕も大賛成です





♪相対性理論 / 小学館 (drum'n'bass Remix)

この曲はやいから時間進むの遅いと思う（？）
DJで使いたいとおもっている曲