光速近くの宇宙船に乗っている人の所作(ご飯を食べたり、話しているくちの動きなど)は地球から見て、スロ

光速近くの宇宙船に乗っている人の所作(ご飯を食べたり、話しているくちの動きなど)は地球から見て、スローモーションに見えますか？

時計が遅れて見えるということは、日常的な動きがスローに見えるということでしょうか？

No.8 ベストアンサー 回答者： satoumasaru 回答日時： 2021/02/10 18:14

No4です。

お礼の中にご質問がありましたので再度回答します。

＞宇宙船が地球に戻った場合には、加速度を考慮しても
＞宇宙船の方が年が若いのでしょうか？(時間の経過が遅い)

先ほどは等速度運動（慣性系）の話をしました。
一定のスピードだと、お互いがお互いを「遅く」観測されます。
ところが地球に戻る場合はどこかでUターンをします。
そうなると加速度運動になるんですね。

加速度運動というのは広い意味では加速だけではなく減速も含みます。
そうなると特殊相対論ではなく一般相対論の世界になります。
一般相対論によると加速度運動があれば時刻が遅れます。
一方、地球の方は加速度運動がおこりません。
それで地球に戻ってくれば、宇宙船の人が若くなるんです。

なお、一般相対論は加速度と重力を同一とみなします。
ですので重力がつよいところでは時間の進みぐあいが遅くなるのですよ。
この重力が強いところは時間の進みが遅いというのは実験で確認されています。

この回答へのお礼

ありがとうございます。理解できました。

お礼日時：2021/02/10 19:08

No.18 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/02/11 19:24

>宇宙船が地球に戻った場合には、

>加速度を考慮しても
>宇宙船の方が年が若いのでしょうか？

こういう動いている物体に張り付けられている
時計をその物体の「固有時」と特殊相対性理論では
呼びますが

同じ2事象間を物体が移動する時
固有時の経過が最も短くなるのは
物体が2事象間を等速直線運動したときです。

つまり地球に戻るまでに遠回りする程
再び出会った時の船内時間の固有時の経過は、
地球の固有時の経過より短くなります。

No.17 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 22:56

だから、同じ慣性系の光速が等方向に一定になるからって、同期方法を決めるんじゃなく、異なる慣性系間の光速の変化がどうなるかが先で、その後、時間の進み方が違う場合の同期方法を決めないと、

合わない現象をすべて未解決問題にもっていったり、仮説をアドホックしたんじゃ、科学じゃないよ

No.16 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 21:05

ｘその線路を電車が光速に移動したら

〇その線路を電車が高速に移動したら

No.15 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 21:01

それは電磁気学の真空中の光速は一定であると、ニュートン力学の相対性原理（慣性系での物理法則は同じ）という要請が両立しない

という勘違いだから、いらないよ？

たとえば、A駅から直線のB駅に光を伝搬して、その線路を電車が光速に移動したら、電車の中はスローになり、光速が等方向に一定になる分、A駅から直線のB駅に光を伝搬が遅延するのね。

AB間は変化してない静止系なのに、光が遅くなるのでよいのでは？
電車の中の時間が遅くなるのに、光速が変化しない方が矛盾してるでしょ？

No.14 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 20:39

この場合も、どちらかの時計も遅れて見えるじゃなく、

GPS衛星の時計の進み方が早くなります。

No.13 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 20:37

ちなみにGPS衛星であろうと慣性系間であろうと光速が変化しているので、時計が進み方が違います。

GPS衛星に搭載された原子時計と地表の時計の進み方（波動スピード）の比の厳密解は、

地表の光速度( c ) : 299,792,458 m/s。
地心重力定数( GM ) : 3.986e + 14 m³/s²。
地球半径( r ) : 6,378,000 m。

双曲線無限の波動スピード、 w∞ = √( c² + 2GM / r )。

GPS衛星の高度( h ) : 20,200,000 m。
GPS衛星の軌道速度( v ) : 3,874 m / s。
GPS衛星の波動スピード、 wg = √( w∞² - 2GM /( r + h ) - v² )。
時計の進み方の違い、 wg / c = 1 + 4.45e-10。
https://blog.goo.ne.jp/s_hyama/e/dd632f606e5cf94 …

この回答へのお礼

光速度不変はどこにいったんですか？

お礼日時：2021/02/10 20:47

No.12 回答者： むらさめ 回答日時： 2021/02/10 20:18

宇宙船の中から地球に残っている人を観ると、No.4さんの仰るようにゆっくりと動いているように観えます。

現実の問題でGPS衛星では、地球を周回している分、衛星で相対論的な時間の遅れの効果が現れる為に、内部の時計であったり地球からの信号によって時間遅れを補正して地球よりもGPS衛星内の時計を速めて運用しています。

No.11 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 19:42

ある慣性系内で、時間が遅れて光の速さが変化しない光時計はありません。

No.10 回答者： s_hyama 回答日時： 2021/02/10 19:34

＞No.4さんと意見では、どちらから見ても遅く見えるとのことですが、

それは電磁気学の真空中の光速は一定であると、ニュートン力学の相対性原理（慣性系での物理法則は同じ）という要請が両立しないというアインシュタインの勘違いから、系間で光速を変化させている媒質の影響を排除し、光速度不変の原理を導入してしまったからです。

慣性系っていう概念はニュートンもアインシュタインも怪しいと睨んでいまして、怪しいのでニュートンは絶対静止座標系を前提にして法則に繋げました。
その絶対静止座標系を排除する場合は、自由落下のような非慣性系（重力と慣性力が釣り合って）で等方性の慣性系が形成されますので、光速は変化しています。　むしろ光速差によってガリレイ系が形成されると言うのが本質です。
電磁気学の要請は、自由空間での光速が一定というもので、境界条件があるような慣性系間での光速が一定を要請していません。

だから相対運動の方向に関係なく、より運動している方の時間がスロー（速さ）が変化します。