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物理学では、双子のパラドックスは、一卵性双生児が関与する特殊相対性理論の思考実験であり、そのうちの1人は高速ロケットで宇宙に旅し、家に戻って地球に残った双子がさらに老化したことを発見します。この結果は、各双子が他の双子を動いていると見なしているため、不可解に見えます。したがって、時間の遅れと相対性原理の誤った[1] [2]および素朴な[3] [4]の適用の結果、逆説的に、それぞれがもう一方の年齢が低いことを見つける必要があります。ただし、このシナリオは、特殊相対性理論の標準的なフレームワーク内で解決できます。移動する双子の軌道には、2つの異なる慣性フレームが含まれます。1つは往路用、もう1つは復路用です。[5]それを見る別の方法は、移動する双子が加速を受けていることを認識することです。これにより、彼は非慣性の観察者になります。どちらのビューでも、双子の時空経路間に対称性はありません。したがって、双子のパラドックスは、論理的な矛盾という意味でのパラドックスではありません。
https://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox

・ニュートン力学
絶対静止座標系を前提・・・慣性の法則によって、慣性系・非慣性系を分ける・
・相対性理論
光速度不変を前提・・・原理によって、慣性系・加速度系を分ける。

しかし、これは慣習であり、そもそも分けて解決されるものではなく、自由落下で無重力状態が発生するように、お互いの慣性系自体が非慣性系から、最小作用(停留値)原理によって発生するとしたら、というようにしなければならない。

だから、彼は非慣性の観察者である以前に、彼のいる慣性系も、非慣性系もしくは、加速度系から派生しているとすれば、より加速した方の時間の進み方が遅れるだけで、出会わない系を考える必要性が無くなる。

したがって,地上に残る弟の時計も,弟から一定速度で移動していると判断されているロケット内の兄の時計も,それぞれにまったく同じ進み方を示し,いくら時間が経過しても,両者の齢は互いに全く同じとなる.したがって,兄と弟が再会するには,互いにまったく同じだけ時の経過を必要とする.
https://www.tec.u-ryukyu.ac.jp/wp-content/upload …

でいかがでしょうか?

質問者からの補足コメント

  • HAPPY

    と同時に以下のアインシュタインがいう両立しない問題も、同じ原理で発生した慣性系は、同じ物理法則が成り立つとすれば両立する。

    さて、上述のパラドックスはつぎのように定式化できる。古典力学で用いられている、ひとつの慣性系から他の慣性系に移るときの、事象の二組の空間座標と時刻の関係規則によると、二つの仮定

    (1)光速度一定

    (2)法則が(したがって光速度一定の法則も)慣性系の選択と無関係であること(特殊相対性原理)

    は(両者がそれぞれ経験によって支持されているという事実にもか.かわらず)互いに両立しない。
    http://fnorio.com/0160special_theory_of_relativi …

    光の速度差で生成されるガリレイ系
    https://note.com/s_hyama/n/nda939a973f93

      補足日時:2021/01/22 05:33
  • プンプン

    そういう後で加速を導入すると、どちらが加速しているか、特殊と一般に分けた問題が浮上します。
    これはニュートン力学の場合、先に絶対静止基準系を導入しているので、慣性系ありきで非慣性系と分ける手順の中では、問題になりませんでしたが、その絶対静止座標系を排除すると、真っ先に問題になるので、重力下で無重力状態=等方的に光速が一定な系=慣性系が派生するとしないと、中途半端になるねと言う意味です。

    No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2021/01/22 16:53
gooドクター

A 回答 (1件)

双子のパラドックスは、「加速度が大きいと時間の進みが遅くなる」為に起きます。

太陽の表面での万有引力は、地球の表面での万有引力の約28倍もあり、万有引力による重力加速度が地球の約28倍もある為にそこでは時間の進み方が地球の表面での時間の進み方よりも遅くなります。これは特定の原子の振動から発せられる信号の周波数が地球で同じものを観測した周波数より少ない、つまり、同じ現象なのに太陽の表面では、時間の進み方が地球の表面の時間の進み方より遅くなる(時計が遅れる)為にこの様に観測されるのです。
この「加速度が大きい」と言うのは、重力加速度だけでは無く、加速度であれば種類は問いません。ロケットエンジンで加速/減速する場合の加速度でも同様の現象が起きます。
双子の兄弟の兄がロケットに乗って、地球から目的地Aの中間点Bまで光速の90%まで一定の加速度で加速し続け、BからAまでは逆向きの同じ大きさの加速度で減速し続けてAに到着し、すぐにAからBまで同じ大きさの加速度で飛び、Bから地球までは、これと大きさが同じで逆向きの加速度で減速して地球に戻って来た場合、ずっと地球の表面にいて地球の重力加速度を受け続けていた双子の弟の時計は、きっかり5年間が経過しているが、ロケットに乗ってずっとロケットからの加速度を受け続けていた双子の兄の時計は、3年9か月と22日しか経過していないそうです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E5%AD%90 …

回答は、ここまでです。以下は、私が考察した諸々のメモです。

時間が無かったら,つまり,時刻も無い,瞬間も無い,時間的な幅が無い/ゼロなら「何」も「存在」できない。すなわち,「無(む)」です。

空間が無かったら,つまり,点も線も面も体積も無い,空間的な大きさ広がりが無い/ゼロなら「何」も「存在」できない。すなわち,「無(む)」です。

真空を「無(む)」だと言う人がいるが、超弦理論の弦/紐/膜やクォーク、素粒子、原子、物質、エルネギーの全てが無くても、真空には時間と空間はある。従って、真空は、「無(む)」ではない。

創世記では、「はじめに神は天と地とを創造された。地は形なく、むなしく、やみが淵のおもてにあり、神の霊が水のおもてをおおっていた。」とある。「はじめに」とは、時間を指す言葉だ。「やみが淵のおもてにあり」とは、「やみ」や「淵」が存在し、これらが存在できる「空間」がある事を意味する。つまり、神が天地創造を開始した時には、既に時間は存在して時間が流れており、空間も既に存在していたと述べている。神は、時間も空間も神自身もやみも淵も創ってはいない。これらは既に存在していたのだ。
では、これらを創ったのは何なのか? これらは何故、存在していたのか?
聖書は答えていない。

宇宙は、なぜ存在し、宇宙は、どうしてどのようにして始まったのか?

神が創ったのなら、

_神は、なぜ存在し、_神は、どうしてどのようにして始まったのか?

こう記述すると、宇宙と神が同じである事が解ります。

時間だけでも、空間だけでも、「存在」は、成立しない。この一方だけでは「存在」は成立しない。時間と空間の双方があって、初めて「存在」は、成立する。
宇宙は、なぜ存在している事が出来るのか? それは、「時間」が存在していて、「空間」が存在しているからだ。
時間の無い宇宙をイメージ出来ますか?  時間が無い状態から時間が始まった/初めた/流れを開始した状態をイメージ出来ますか?
空間の無い宇宙をイメージ出来ますか?  空間が無い状態から空間が始まった/初めた/大きさ広がりを開始した状態をイメージ出来ますか?
出来ませんよね。と言う事は、時間の無い宇宙、空間の無い宇宙は、存在しない、ありえないと理解すべきと言う事なのだ。
ビッグバンで宇宙が誕生して、時間も空間も誕生したのなら、ビッグバンの「前」は、時間は? 空間は? どうなっていたのか?との疑問が湧く。
「無限大の大きさ広がりを持つ空間的に無限大の空間と無限大の過去から存在し無限大の未来まで流れ続ける時間的に無限大の時間が無限大の過去から共に既に存在している」。この時空/宇宙を「母宇宙」と定義します。この母宇宙Aの時空の量子論的な揺らぎが、我々が存在しているこの宇宙Bのビッグバンを138億年前に引き起こし、Bは、Aの「子宇宙」として、Aの時空の中で誕生し、今もAの時空の中で加速膨張し続けていると解釈/理解すると、Bが誕生する「前」の「時間」は? 「空間」は? と言う問いに、Bが誕生する「前」は、Aの時間が流れ、Aの空間が広がっていたと答える事が出来る。
それぞれが無限大の大きさと広がりを持つ「子宇宙」を無数に無限大個、その時空の中に持っているのが「母宇宙」で、母宇宙の中では、常に無数の無限大個の子宇宙が誕生して、それぞれが母宇宙の時空の中で収縮/安定/定速膨張/加速膨張などの成長を続けているのかも?
多数の宇宙が存在するとの考えを「マルチバース」と呼ぶ。
母宇宙は、どのように始まった/誕生したのかは、母宇宙の「定義」から、
「母宇宙は無限大の過去から時間と空間と共に既に存在している」と回答する事になる。なので、母宇宙に始まり/初め/起源/誕生は無い。

ケプラーは1609年と1619年の著書でケプラーの第1,2,3法則を発表し、ニュートンが1687年の著書で万有引力の法則を発表する切っ掛けになり、1887年のマイケルソン・モーリーの実験は、1905年にアインシュタインが特殊相対性理論を1915-1916年に一般相対性理論を発表する切っ掛けになった。
宇宙の加速膨張が観測され、ダークエネルギーやダークマターが提唱され、超弦理論や11次元のM理論などが議論され、これらは、次の物理学の一大飛躍の切っ掛けとなるだろう。
1900年にプランクが量子論を1905年にアインシユタインが相対論を創始して現代物理学が誕生し、それまでの物理学が古典物理学と呼ばれたのと同様に、2021-2030年に掛けて生み出される物理学は、今の現代物理学を過去のものとする、全く新しい「真新物理学」を創始するかも?
それは、1900-1905年頃の人に量子コンピューターや相対論的GPSの時間補正と言っても理解できないのと同様に、2020年の我々が「局所空間の通常空間における波乗り効果」と聞いても理解できない全く新しい物理理論と技術を生み出すかも?
全く新しい時空のイメージと次元理論を生み出し、任意の範囲の時空を通常空間の時空の中を波乗りをする様に滑らせ、何百万光年も離れた遥か彼方の銀河に極めて短時間で人や貨物を行き来させる技術を生み出すかも?
そうなれば、はくちょう座の方向の約600光年の彼方にある太陽に良く似た恒星ケプラー22のハビタブルゾーンを公転している岩石惑星ケプラー22bに移民宇宙船が大挙して押し寄せ、ネオ日本/ネオアメリカ/ネオチャイナ/ネオロシアなどが建国されるかも?

宇宙人を「この宇宙に存在している知的生命体」とすると地球に住む人類も該当する。人類がいるのに人類の他には、この宇宙に宇宙人はいないと言う方が無理がある。天の川銀河(銀河系)には約1000億個の恒星があるらしい。その中に地球人と言う知的生命体が発生していると言う実績/事実がある。アンドロメダ銀河は、天の川銀河の約2倍の恒星があるらしい。天の川銀河でも最低1個の知的生命体を産んだ星(地球)があるのだから、その約2倍の恒星を持つアンドロメダ銀河には最低でも2個の知的生命を産んだ星がある?

知的生命体は人型で無いかも?
wikipedia日本語版の記事「ケイ素生命」の様に、ケイ素を主体とした生命体の可能性もある。例えば、核分裂物質が豊富な環境でケイ素生命体が誕生し、体内に核分裂物質を取り込み核分裂エネルギーで生命活動を維持するのかも?
または、太陽の光を浴びて光合成の様にして生命活動に必要な物質やエネルギーを得るのかも?
そうであれば地球の生命体の様に他の生命体を捕え/殺し/食べ/消化し/吸収し 生命活動を維持するエネルギーを得る必要は無いので、食べる「口(くち)」は無く、自己の体内から電磁波を発信し、外部の電磁波を受信し外部の情報を知覚し、他の個体とコミュニケーションするなら、目も耳も喋る「口(くち)」も無く、呼吸が不要なら鼻も無く、手足も無く、触手の様な体の器官で物を掴み、銀河間航行する宇宙船を組み立て、宇宙狭しと駆け巡り、壮大な宇宙文明を築いているのかも?

2045年にコンピューターの知能は,全人類の知能の総力を超える「技術的特異点/シンギュラリティ」に達するらしい。人間は脳にチップを埋め込み,スマホやPC,マウスやキーボードなどを使わず,脳の中に投影されるスクリーンの輝点を目で追うと,その脳の電気信号をチップが検出し,文字の入力やクリック/ドラッグ/ドロップなどが可能になり、人間は、常時、ネットにワイヤレスで接続し、超知能/超知性の人工知能AIと通信し、世界中の情報を操作/情報処理する。
地球から溢れた人類は、無限のキャパシティを持つ最後のフロンティアである「宇宙」に向かうでしょう。それは「好奇心と拡散性」が人類の「性(さが)」だからです。
下記のブログを是非、御覧下さい。
http://blog.livedoor.jp/satou_hiroshi_4649/archi …
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

あのー、文章の意味を理解してから回答しませんか?

1つは往路用、もう1つは復路用です。[5]それを見る別の方法は、移動する双子が加速を受けていることを認識することです。これにより、彼は非慣性の観察者になります。どちらのビューでも、双子の時空経路間に対称性はありません。したがって、双子のパラドックスは、論理的な矛盾という意味でのパラドックスではありません。
https://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox

お礼日時:2021/01/22 16:39

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