宇宙の年齢と時間の相対性について

相対性理論によれば時間の流れは相対的であるといいます。つまり誰かにとっての時間の長さとは他の誰かにとっての時間の長さと比較して初めて成り立つ概念であり、独立に時間の長さを考えるとはできないということですよね。
ならば宇宙の年齢が137億年であるというのは、何と比較しての137億年なのでしょうか。場所によって時間の流れが変化しうるのならば、宇宙が誕生してから経過した時間も変化しうるのではないでしょうか。それとも、このような時間の相対性を考慮に入れたとしても、せいぜい誤差の範疇に収まるということでしょうか。

No.4 回答者： chiha2525 回答日時： 2019/02/08 09:47

一般相対性理論を非常に簡単に言えば『加速してたら時間が遅れる』です。

地球上の私たちは、加速していないように感じてますが、実は地球の重力に（丁度）逆らって加速しているから同じ場所に留まっています。ですので、地球に自由落下しているものは、私たちに比べて、その分だけ時間が遅く進んでいます。
月は、地球の重力に引かれていると言われますが、実は地球に向かって自由落下しています。人工衛星と同じですね。これは、上記と同じく、地球に自由落下しているので、私たちに比べて時間が遅く進んでいます。

実は、この自由落下している状態、別の言い方をするならば、無重力の状態、が、一番時間がゆっくりと流れることになります。

私たちのいる地球は、太陽の周りを回り、太陽は銀河系の中心を回り、銀河系も銀河団の重力の影響を受けつつ動いていますが、これらは全て自由落下です。
ですので結局、これら（宇宙）との時間の流れの差は、私たちが地球の重力に逆らって落ちてないことにより時間がほんの少しだけ早く進んでいる差だけ、となります。
この差は非常に小さいため、イコール宇宙の時間としても問題ないのです（宇宙年齢算出の誤差のほうが桁違いに大きい）。


※一般相対性理論には特殊相対性理論も含まれるため、加速度（重力）だけでなく相対運動も時間のずれに含まれます。『加速してたら時間が遅れる』＋特殊相対性理論が、一般相対性理論です。

この回答へのお礼

私たちが普段時間の流れが遅くなることを実感できないように、宇宙の年齢の計算においても殆ど影響を与えないということですね。
ありがとうございました。

お礼日時：2019/02/08 15:50

No.3 回答者： doc_somday 回答日時： 2019/02/07 22:17

それは話しが違うのです。

温度に下限がある様に時間にも始まりがあります。比較をするときは比較する対象が必要なのですが絶対的に動かせないものの場合比較の対象は不要です。

この回答へのお礼

参考にさせていただきます。ありがとうございました。

お礼日時：2019/02/08 15:47

No.2 回答者： head1192 回答日時： 2019/02/07 20:18

我々から見て、宇宙の膨張の様相から推測する限り、宇宙の年齢は現在のところ１３７億年と推測できる、

ということです。

時間の速さは相対的と言っても、それは「異なる運動をする２つの観測点の間の見かけ上の問題」にすぎません。
第３者から見れば両者の時間の進み方はまた違ったものになります。
そして、この世に等速直線運動を維持している観測者は存在しません（重力などの影響により）
「運動の様相が変われば、他の観測者から見た時間もまた変わります。」

あと、時間が遅れると言っても、それはt秒前に発した光の等速性を維持するためのものであって、
それ以前の時間までつじつまを合わせる必要はありません。
太陽を発した光は８分２０秒かけて地球に到達しますが、太陽と地球の運動の差による時間のずれを考えるのはこの８分２０秒の間だけです。
そのズレが累積してどんどん差が広がっていくわけではありません。
現に、今見ている太陽は、太陽系誕生以来の累積を反映した数十年前のものでないでしょ。

このへんのこんがらがった事象を理解するには、
「光速度不変を守るために、時間の同時性つまり絶対時間は否定された」
という根本に立ち戻る必要があります。

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観測点Bからある光（Cとする）を観測すると、秒速３０万キロである。
観測点Bを秒速１キロに加速してその光Cを観測すると、やはり秒速３０万キロである。
さらにBの速度を上げて秒速１万キロに加速しても、光Cは差し引き２９万キロとならず３０万キロのままである。
Bの速度を光速の８０％にしようと９０％にしようと、そこから観測する光Cの速度は３０万キロである。
そして光速の１００％となった時、理論の方が破たんし説明できなくなってしまう。

その間、速度を変えない観測点Aから観測する光Cの速度は、ずっと３０万キロのままである。

これが「光速度不変」ということです。
長さとか時間とかが変わらないと、こんなこと不可能ですよね。

この回答へのお礼

光速度が不変なので時間や空間が歪むという議論を今まで曖昧にしか理解していなかったのですが、すっきりしました。ありがとうございました。

お礼日時：2019/02/08 15:44

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2019/02/07 19:12

地球上における人類の時間(観測者の時間)、という事になります。

相対速度が光速に近づけば、誤差の範囲を遥かに超えます。

特殊相対論では、光速=一定という原則(原理)があります。
光が137億年かけて進んだ距離に対応する時間、という事もできます。

この回答へのお礼

なるほど、地球人の感覚で137億年ということですね。しっくりきました。
ありがとうございました。

お礼日時：2019/02/08 15:36