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電波時計の話 

 ツイッターで電波時計が時計を「同時に合わせてくれる」と言う話で、「運動してる自分には同時に見えない!」とつぶやいたのですが、なんか説明できてない気がしてムズムズしてきたのでブログの方に書きます。

 アインシュタインの特殊相対性理論は、日常性格の感覚とズレたトコにあって、そこが面白いという話ですね。


 まず最初に押さえておいて欲しいこと。
 光は「真空中では光源がどんな運動をしていようと早さは同じ」という原則があります。
 
 tokei1.jpg

 「光速度不変の原理」と言います。

 例えば車が走っていたとして、同じ速度で車で追いかければ相手のスピードはゼロに見えるし、逆に同じ速度ですれ違えば相手は倍の速度で走ってるように見えます。

 ところが光にはこれが一切ありません。常に一定なのです。

 tokei3.jpg
tokei2.jpg

 追いかけようが、すれ違おうが、常に速度は一定なのです。

 光、超かっこいい!

 なぜかと言うと、この宇宙がそうなってるからです。

 観測したらそうだったんだから仕方ありません。何度調べても同じなのです。

 ここから先の話がアインシュタインは特殊相対性理論になります。興味のある方はそちらを。
 で、電波時計の話。

 光は電磁波なので、光=電波と考えてこの先を読んでくださいね。(厳密には・・なんて話は無視!)


 ここで、電波の発信源を真ん中に置き、等距離にA,Bの時計を置きます。
 真ん中で電波が発信されたらAもBも同時に同じ時刻をさします。


tokei4.jpg
 
 電波時計の便利なトコですね。

では次に自分がメチャメチャ早いロケットに乗って電波の発信源にいるとします。
 そして時間を合わせる電波が発信されたとたん、Aに向かって突っ込んでいきます。


 tokei5.jpg

 しばらくすると、Aに電波が届き時計が合わされます。

tokei6.jpg

 ところがここで、奇妙なことが。
 なんと、ロケットから見てる自分には、このときまだBの時計は合わさっていません。


 なぜなら自分はAに近づいていて、Bからは遠ざかってます。

tokei7.jpg


距離は変化してますが、光の速度はどんな運動をしてる人から見ても不変と言う約束があります。

 なので、なんとロケットの自分には まだBには「電波が届いてない」という風に見えるのです。

つまり、ロケットの中の人が「光が同時にとどいた!」と見えるには車に載ってるときのスピードと同じように「前の光はゆっくり見えて、後ろの光は速く見える」状態じゃなきゃいけない。けど、光は常に一定の速さにしか見えないのでこんな珍妙なことがおきてしまう。


 ロケットの人は「Aの時計が合わさった後、Bの時計が合わさった」と言い
 普通に見てる人には「AとBの時計は同時にあわさった」と証言するわけです。


 同時という概念が消えてしまった!

 相対性理論、超カッコいい!!
 つまり、電波時計があっても運動してる自分には「時計は同時に同じ時間を指してない!」ってわけです。

 


[2011/11/20 14:44] 未分類 | トラックバック(-) | コメント(-)



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