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天文学、物理学が得意な方に質問です。この問いに対するあなたの考えを教えて欲しいです。

問題1:A、B、Cの3人がそれぞれ正確な時計をもって京都を出発し、以下の異なる3つの場所に行って翌日戻ってきたとする。それぞれの時計の時刻の遅れを比較したときもっとも適切なものはどれか。番号で答えよ。
A:富士山頂、B:スカイツリー展望台、C:瀬戸大橋
時計の遅れの大きさの順番:
1)A>B>C 2)B>A>C 3)C>B>A 4)B>C>A 5)A>C>B

問題2:アインシュタインは「光速不変」を宇宙の原理としたのであり、その原因については言及しなかった。これまでの実験や観測はすべて、光速が約30万km /秒で一定であることを示す。しかし、なぜ光速が一定であるかはわかっていない。では、仮に光速が現在の値(30万km /秒)の100倍だとしたら、我々の日常生活はどのようになるだろうか。想像できることを述べよ

A 回答 (1件)

問題1:


スカイツリー展望台=標高450m 瀬戸大橋=標高65m(橋桁の高さ)とします。
何か、すごい引っ掛けがあるような。
単純に考えると、標高が高いほうが時間の進みが速い。
http://www.expocenter.or.jp/?page_id=48305
よって、標高の低い順に並べたのが遅れの大きい順序だから
京都>C>B>A。 うん、どれも京都より進む。
問題文は、「遅れ順」なので、どれも遅れないと答えるべきか、C>B>Aと答えるべきか悩みます。まあ、C>B>Aなのでしょうけど
次に考えること:標高だけ考えればいいのか?ということ。
重力異常、という現象まで考慮した場合。
国土地理院HPで、当該標高に対する重力加速度を調べる。重力加速度が大きいほうが遅れる。
※緯度経度は秒までしか調べていません。瀬戸大橋がデカいので、秒までしか無理。
結果:
加速度の大きい順に、京都>B>C>A。  あれ?単純標高差と結果が違う。

あと、面倒なことに、出発して翌日戻るという条件があって、富士山頂に滞在できる時間は、他より短いのだよね。ヘリや飛行機アリだと、今度は、飛行中に時間が進むのが無視できない....
よって、こっちは気にせず、当該場所まで瞬間移動する、と考え、出発して翌日戻るという条件は無視します。

最終結論:4)を選ぶ。 でもなあ、どれも京都より遅れていない。コレどうするの?


問題2:
光速を計測できたのはいつなのか?という問題が発生。
木星の食や光行差の頃では無理で、マイケルソン=モーリーの頃の干渉計を使って、ようやく、
・光速は無限大ではなくて有限。秒速3000万キロ
がわかる程度。
特殊相対性理論は、おそらく、アインシュタインの次世代に持ち越されます。
で、光速度一定を利用した技術の開発は遅れに遅れるはず。
でも技術開発は遅れずに開発できて、測定精度だけが変わるとします。

日常生活という条件なので。
まずはカーナビ。 現状で、精度10mが100倍されるので精度1000m。
使い物にならない。そうなればGPSを開発しようとも思わない。

電子計算機。
黎明期で大問題。
黎明期は、「遅延線」という、光速が遅いことを利用した装置をメモリーとして使用していた。でも、コレが使えない。よって、電子計算機が作れたかどうかわからない。
ココをクリアできた以降は、スパコンの能力がアップ。光速がネックだから。

測量。(私にとっては日常。)
距離を精密に計測する場合でも、現在ならトータルステーション(測量機械の名称)でレーザー飛ばせば一発。誤差数ミリ。でもそれが、誤差数十センチなら使い物にならない。巻尺持って走り回り、なんとか誤差数センチに収める。斜面は更にメンドイ。巻尺では、斜距離を水平距離に換算するため、標高差も計測しないとならない。
うん、まあ測量設計会社の技術者全員が過労死します。
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