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高速で動くものは長さが縮むということですが、動いている物体の長さが本当に縮むのでしょうか。もしそうだとしたら、今高速で動いている人が居て、その人が私を見ていたとしても私の体には何の変化も起きないはずです。ですから、長さが縮むということは、動いている物体を取り巻いている空間が縮むために、長さが縮んで見えるだけだと思うのですが。いろいろな説が飛び交っていて混乱をしています。どなたか教えてください。

質問者からの補足コメント

  • 皆様の回答をヒントに、youtubeのトンネルのパラドックスの動画を見てみました。()ここで新たに次の疑問が湧いてきました。①どちらの見え方も等しく有効である(1:14頃)と言いながらも、サラ(静止者)が見ているものと同じものをアダム(移動者)は見る必要があると言っております(5:25頃、9:39頃)。よく理解できません。②移動している物が剛体であればどうなるのでしょうか(5:32頃)。③映像とは逆に電車の後部が先に止まって前部が伸びるような場合はありませんか。以上の3点です。併せてよろしくご教示ください。

      補足日時:2021/11/05 20:36
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A 回答 (9件)

トンネル(ガレージ?)のパラドックスは有名ですね。


理解するには、相対性理論の”同時性”というのを理解しなければなりません。AさんもBさんも、唯一知ることができるのは自分自身の時間だけで、自分から離れた列車の先頭の時間や列車の後端の時間を知ることはできないのです。なので、それぞれの”同時性”でもって、同時の時刻にいるはずのところを算出してその距離を計る、みたいになるので、長さが観測者によって変わってくるということになります。
しかし、実際に起きている物理現象は1つだけ(これを2人が別々に見てるだけ)なので、同じ物理現象は同じようにならなければいけない、というのが「よく理解できません。」と書かれているところの意味です。(片方の観測している列車は爆発し、もう片方の観測している列車は溶けてなくなる、なんてことは起きないということです。)

2番3番も、同時性が同じではない(観測者によって異なる)と理解できれば、なんとなく分かるのではないでしょうか。
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この回答へのお礼

「同時性の破れ」と「時間の遅れ」と「長さの縮み」は全部関係があるみたいですね。まだシックリこないところがありますが、これからコツコツと勉強をしていきます。お忙しいところありがとうございました。

お礼日時:2021/11/06 17:32

こちら側も相手側から見ると縮んでいます。

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それが特殊相対性理論です。



まずは、順を追って勉強して、具体的にわからない点を質問しましょう。

いまの質問の内容は、あながた日常で感じている常識的な感覚では理解できないことを目の当たりにしたので、信じられない・・・と嘆いているだけで、科学的会話ではありません。

もともと、世の中が絶対時間、絶対空間でできていると思っていたが、いろいろ矛盾が生じて、今は、運動ている者同士が共通に認識する絶対時間も空間もなく、すべては相対的に決まる。だから相対性理論なのです。順を追って、理論勉強すれば、中学程度の幾何の知識があれば、理解できますし、大切なのは、その新しい感覚が身につくまではそういうものなのだ・・・と考えること。自分の常識で理解しようとしても無意味です。あなたにとって、新しい概念なのですから。
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この回答へのお礼

最初からあまり理屈っぽく考えないで、少しづつ前に進んでいくように心がけます。有難うございました。

お礼日時:2021/11/06 18:35

>動いている物体を取り巻いている空間が縮むために、


>長さが縮んで見えるだけだと思うのですが。

「空間が縮む」のを「見えるだけ」は無理があるでしょう。

動いている本人には自分が縮んでいると観測しないが、
静止している人には動いている人が
縮んでいると観測する。

ということ。

運動しているものの2点の距離を測るということは
「同時に」その2点の位置をはかるということですが
特殊相対論では、異なる地点の「同時」は
観測者によって異なると主張しています。

だから運動している人が静止している人を観測すると
静止している人の方が縮んで観測されます。
ガレージのパラドックスというやつですが、
「同時」が観測者によって異なっているので
パラドックスにはなっていません。
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この回答へのお礼

トンネルのパラドックスの理解に大変参考になりました。ありがとうございました。

お礼日時:2021/11/06 17:13

>動いている物体を取り巻いている空間が縮むために、長さが縮んで見えるだけだと思う<



●同じことで、大した違いはありません。
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それは、相対的にそのように見える、と言う相対論の解釈です。



例えば、
異なる等速度運動の系(慣性系)が二つある時、
一方から見れば他方の時間は遅れて見える、と言われますが、
他方から見ても一方の時計が遅れて見える、ことにもなります。
普通に考えれば明らかに矛盾ですが、それを「相対的」と言っています。

例えば、長いトンネルを高速車が進むときに、
高速車内から見ればトンネルが高速で動いており、
その時間が遅れて見える、
遅れているのに定時刻で通過したのは、トンネル長が縮んだと理解しよう、と言う事です。

> いろいろな説が飛び交っていて混乱をして
相対論の解釈は整理されており、一つしかありません。
いろいろな説明とは、説明の手段が違うだけで、主旨は一つです。
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この回答へのお礼

たまたまトンネルのパラドックスの動画を見つけたので繰り返し見ました。ヒントを頂き大変ありがとうございました。

お礼日時:2021/11/06 17:10

そういうことらしいです。


不確実性理論。動いている物は位置が特定できず、位置が特定すると速度が測れない。したがって、動いている物体の長さは正確に測れない。
「今高速で動いている人が私を見ていたとして」、私の体は縮んでいるのですが、物差しも縮んでいるので私自身は縮んでいることを測定できないのではないでしょうか。私が今高速で動いている人を測れば縮んでいるかもしれませんが、今高速で動いている人が自分を測っても物差しも縮んでいるので私自身は縮んでいることを測定できないのではないでしょうか。
「空間が縮む」というのもかなり幻想的です。時間が遅くなるなどもよくわかりません。
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この回答へのお礼

相対性理論の世界はなかなかイメージできませんが、これから少しでも理解を深めていきたいと思います。ありがとうございました。

お礼日時:2021/11/06 18:31

「長さが縮んで見える」と言う事をどう捉えるかと言う事になるでしょうね。

ローレンツが今日で言うローレンツ収縮を提唱した時には「観測者にそう見えているだけであって本当の長さは変わらない」としていましたが、一方アインシュタインは「観測者にとっては本当に縮んでいる(本当の長さは見る人によってまちまち)」と捉えました。そして今日では「長さは観測者によってまちまち」と言う見方をしていると言えるでしょう。相対性原理によってそれぞれの観測者は対等な立場なので、誰か一人の主張を特別視する事はできないからです。
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この回答へのお礼

ご親切にありがとうございました。ローレンツ変換というものにこれから挑戦してみたいと思います。

お礼日時:2021/11/06 17:02

「ガレージのパラドックス」というやつですね。


http://contest.japias.jp/tqj14/140042/2_2_14.htm


詳しい説明は↓
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この回答へのお礼

ご丁寧な回答ありがとうございました。大変参考になりました。これからコツコツと勉強していきます。

お礼日時:2021/11/06 16:59

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