No.9
- 回答日時:
「例えば通信機を使って時差も考慮して比べる」のときに, 具体的にどのように「比べる」つもりなんでしょうか.
例えば, 単純に
互いに自分のところにある時計を動画として相手に送る
とやると, 動画の上では
相手の方が時計が速く動く
場合も考えられます.
自分のところで 1秒進む間に「相手からやってくる動画」では 3秒進んでいるので「相手の時間」はこっちの 1/4 で進むと理解する
(数値はてきとうに書いただけで相対性理論の結果ではない) なんてことになるんだけど.
No.8
- 回答日時:
はい。
互いの時計を再び同じところに戻さなければ比べられない、しかし戻すには少なくとも片方を”加速”しなければならない、そしてその時に時計の遅れに不均衡が生まれる、ってことになってます。
でも例えばブラックホールのような超強力な重力を持つ星を利用してスイングバイのようにクルっと回って帰ってきたらどうなるのかというのは、たぶんよく分かっていませんw
重力でも曲がる方向に力を受けているのだから加速じゃないのか?と思うかもしれませんが、重力の場合は”空間が歪んでいるから、そこを直線運動しても曲がる”ということで、重力を利用してクルっと回って帰って来たようにみえても、中の人はまっすぐ進んでいるだけだったりします。
一見重力によって加速されている(引っ張られている)ように見えて実際は無重力、というのを等価原理と言いますw 地上で踏ん張っているより、重力に従って落下しているやつらのほうが、実は重力の影響を受けていない状態だったりするんですね。ややこしい。
ということで、このような双子の場合どちらの時計が遅れるのでしょうね。(偉い人教えてw)
No.6
- 回答日時:
簡単にできるよ
アインシュタイン(1905)は、(a)と(b1)–(b3)を光伝搬の簡単に検証可能な物理的特性に還元する可能性を認識していませんでした(以下を参照)。代わりに、彼は「この同期の定義には矛盾がなく、任意の数の点で可能であり、次の(つまりb2–b3)関係は普遍的に有効であると想定しています」と書いています。https://en.wikipedia.org/wiki/Einstein_synchroni …
No.5
- 回答日時:
できます。
理論計算では、S'系の同一時点での時間間隔をS系の異なる地点
での時間間隔で見ていますが、地上の実験なら理論的に問題は
ありません。教科書の時間遅れの説明のまんま計算できます
(細かい設定は別として、原理的に)。
しかし宇宙空間とすると離れた2地点という設定は現実性があり
ません。そこで、別の方法を考えます。
S系を地上、S'系を宇宙船にとり、定番で原点で時刻合わせをし
てあり(つまり、宇宙船はS系で t=0にx=0を出発する)、簡単
のため、各系の時計は原点で考える。S系に対して、S'系は+x方
向に速度vをもつ。
まず、S'系の座標x'から時刻t'にS系の原点に向かって光を発射
したとする。この光の発射イベントのS系での座標と時刻は
x=γ(x'+vt') , t=γ(t'+vx'/c²)・・・・・①
となる。よく知られたように、時間遅れは①の後者から(x'を
一定として)
Δt=γΔt' → Δt'=Δt/γ・・・・・・・②
であるが、上のように宇宙空間では、Δtの測定は難しい。
つぎに、①から、この光はS系の原点に
t₀=t+x/c=γ(1+v/c)(t'+x'/c)・・・・・③
に届く。
宇宙船でΔt'時間間隔で光を発射すると、S系の原点での受信間隔
は③から(同様にx'は一定)
Δt₀=γ(1+v/c)Δt'=(√{(1+v/c)/(1-v/c)} )Δt'
となる。つまり、時間遅れはS系の原点の時計Δt₀を使うと
(1+v/c)倍だけ実際の時間遅れに関するΔtと異なるので
Δt'=(√{(1-v/c)/(1+v/c)} )Δt₀
と計算できる。
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