一般相対性理論か特殊相対性理論かよく分かりませんが、光速で移動すれば時間の進みが遅くなると言いますが

一般相対性理論か特殊相対性理論かよく分かりませんが、光速で移動すれば時間の進みが遅くなると言いますが、その光速で移動している者の細胞分裂の速さも遅くなるのでしょうか？
もし遅くなれば双子のパラドックスも納得できるのですが…

No.5 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/10/25 07:33

>光速で移動すれば時間の進みが遅くなると言いますが、

異なる慣性系同士の固有時を比べる絶対的な方法は無く
比べるのに使用した世界線によって結果は異なる
というのが特殊相対論。

どう比べるか決めないとどちらが遅いかという問いは
意味を持ちません。


ます"特殊相対論のまともな教科書で
時空の定義や固有時をじっくり学ぶことをお勧めします。
時空の再定義というパラダイムシフトを理解せずに
ニュートンの時空を引き摺ったまま理解を進めようとしても
混乱するだけなので注意しましょう。

No.11 回答者： e12mv2 回答日時： 2023/10/28 19:26

光速で移動している人間からすれば、自分の時間こそ正常に進んでいる。

なぜなら観測者である以上、自分は常に静止しているからである。
そして光速で移動しているのは自分以外の人間であり、彼らの時間が止まる。

それが特殊相対論の土台となる「相対性原理」である。
この土台を崩すと理論も根底から崩壊する。

双子のパラドックスが出るのは一般相対論であるが、この理論は専門家から見ても超難解で、概念を描くことしら困難である。
噛み砕いて説明することはほぼできない。
一言で言えば「速度と重力場の空間の曲がりの影響が両者の時間の差を作る」。

No.10 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/10/26 08:40

>双子パラドックスは加速を扱わなければならないので

>一般相対性理論の範疇です。

これはよくある誤解として有名です。加速する物体の固有時間は
特殊相対論で正確に計算出来ますし、運動方程式も書けます。

No.9 回答者： chiha2525 回答日時： 2023/10/25 23:53

細胞分裂の速さも遅くなりますが、あなたの思考速度も遅くなるし、時計の進みも遅くなるので、自分では遅くなってるようには見えませんｗ

双子パラドックスは加速を扱わなければならないので一般相対性理論の範疇です。無理矢理に特殊相対性理論で説明してるものも多いのですが、かえって話がややこしくなってることも多いですｗ

No.8 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2023/10/25 19:09

質量が無いものに細胞なぞ存在しません

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/10/25 09:56

No5続き。

毎回特殊相対論の話題が出るたびにお勧めしているのが
この本。「時空の物理学」。
アメリカでは相対論を学ぶ際、最初に読む本として推奨されてます。
英語版は健在ですが、日本語訳は何故か絶版。
でも人気で古本が1万円以上で取引されてます。

アインシュタインの描いた時空の新しい考え方を
初学者を前提に、最小限の基礎知識を前提に、
入念に沢山の図で説明していて、名著だと思います。
https://www.kosho.or.jp/products/detail.php?prod …

No.6 回答者： satoumasaru 回答日時： 2023/10/25 07:33

>光速で移動すれば時間の進みが遅くなる

特殊相対論の問題ですね。
等速度で進む場合に適用される物理法則です。

質量をもった普通の物質が光速でとぶことはありえませんので、光速に近い準光速でとんでいると仮定します。

＞準光速で移動している者の細胞分裂の速さも遅くなるのでしょうか？

静止している観測者からみれば細胞分裂の速さも遅くなるなります。ただその準光速で動いている人達は自分たちの細胞分裂は普通に見えます。反対に準光速で飛んでいる人達から見ると私たちが準光速で飛んでいて、その中の時間が遅れて見えます。

見え方が系によって異なるのですよ。お互いに平等に見えるのです。

①　あらゆる慣性系は物理法則において同等である
②　真空中の光の速度は一定である
これが特殊相対論の定理です。

で、この公理をみて不十分だと思われませんか？　なぜなら特殊相対論は「あらゆる慣性系」でしか適用されないのです。慣性系とは一定の速度で動いている系です。でも実際には理想的な「慣性系」なんてそうはありません。なぜならほとんどのものは加速したり減速をしたり回転運動をしたりしている「非慣性系」だからです。

もうひとつの問題点は、特殊相対論でニュートンの通常の力学を書き換えることができたのですが、ニュートンのもうひとつの柱である重力理論の書き換えはできていないことです。

ですのでアインシュタインは特殊相対論をより一般化させ、非慣性系でも通用するような理論、一般相対論を考え出したのです。一般相対論の公理はつぎのふたつです。

①　局所慣性系において物理法則は同等である
②　重力の影響と加速度運動の影響は区別ができない

この公理の二番目から加速度運動の理論はそのまま重力理論となります。

＞双子のパラドックス

双子のパラドックスの問題は一般相対論の問題になります。特殊相対論では同じように歳をとっていき離れていくばかりです。

しかし、双子の場合はまた会いますよね。そうなると、どこかでUターンをしなければなりません。ですから減速しまた加速する必要があります。このときに時間が遅れるのですよ。この減速および加速することはその物体に強力な重力がかることに等しいのです。

「重力が強い場所では時間が遅れる」というのをきかれたことはありませんか？　ここで決定的に時間の差が生じます。それで双子のパラドックスが生まれるのです。

No.4 回答者： fadklsj 回答日時： 2023/10/25 02:20

光速で移動している者の細胞分裂の速さも遅くなります。

これは、特殊相対性理論のローレンツ収縮によって、光速に近づくほど長さや時間の進み方が遅くなるためです。

細胞分裂は、DNAの複製と分裂によって新しい細胞が生成される過程です。この過程には、DNAの複製や染色体の分離などのさまざまな化学反応が関わっています。

ローレンツ収縮によって、光速に近づくほど化学反応の速度が遅くなります。そのため、細胞分裂の速度も遅くなります。

双子のパラドックスでは、片方の双子が光速に近い速度で宇宙旅行に出かけ、地球に残った双子と再会したときに、宇宙旅行に出かけた双子が若返っているというパラドックスです。

このパラドックスは、光速に近い速度で宇宙旅行に出かけた双子は、地球に残った双子よりも時間の進みが遅くなるためです。そのため、宇宙旅行に出かけた双子は、地球に残った双子よりも若返っていることになります。

つまり、光速で移動している者の細胞分裂の速さも遅くなるため、双子のパラドックスも納得できることになります。

ただし、光速で移動することは不可能であるため、このパラドックスを実験的に検証することはできません。

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2023/10/25 01:24

「細胞分裂の速さ」も, 当然遅くなる... というか, そうでないと考えることの方が不自然でないかい?

そのうえでどうして双子のパラドックスが納得できるのかは謎だけど.

No.2 回答者： mimon01 回答日時： 2023/10/24 23:48

特殊相対論の方ですね。

光速に達すると時間が止まりますので、細胞分裂も止まります。
双子のパラドックスというのは、単なるたとえ話ですので気にしなくても結構です。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
もしよろしければ細胞分裂が止まるという文献のリンク等を教えて頂けるとありがたいです。

お礼日時：2023/10/25 00:02