特殊相対性理論について

秒速10万㎞の電車に乗っていると、地上で1秒たったとしても電車の中の人からしたら0.94秒しかたってないということですが、そのとき、地上の人と電車の中の人が電話をしたら会話になるんですか？
もっと電車が速かったとしたら電話中会話がおかしくなりますか？
早口言葉のように聞こえるんですか？

No.5 回答者： chiha2525 回答日時： 2024/07/01 14:06

相対性あるいは相対的というのは、ＡからＢを見た時と、ＢからＡを見た時とが、同じように見えるという事。

会話は、離れていくことを考える方が分かりやすいと思いますが、どんどん遠くなっていくのだから、相手がしゃべったことが届くのが遅くなる。簡単に言えば救急車のサイレン。これはガリレイ的な世界観でも起こりえる。これに対して相対的な時間の遅れは非常に小さいので、聞こえ方には大きな影響を及ぼさない。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/07/01 09:28

電話が電波を使った通信とすると、会話のスピードは

相対論的なドップラー効果に従います。
#通常のドップラー効果に相対論的な同時性の破れを加えて
#再構成したものです。

互いに近づく速度をv とすると

ω = ω0√((1+v/c)/(1 - v/c))

なので v > 0(互いに近づく)なら
双方とも相手も声が早口になるはずです。声も高くなります。

>実際にはドッチも遅れたり、進んだりはしてなくて、
>観測するとソー見えるだけ。

そう逃げちゃいけない。観測事実が全てです。→ No.3

互いに相手が遅れて観測されるというのは
観測条件が互いにとって対称じゃないために発生します。

・相手側の「同一」の座標の時計を(相手側の座標系で止まっている時計を)、
・自分側の座標系の「異なる」座標にある時計で観測する

観測条件の設定の仕方によっては相手が速く観測されます。
観測条件が一つなら互いにとって観測結果も一つです。

なので、異なる観測条件で互いに相手が遅れて観測されても
矛盾は全く起こりません。どちらも事実なのです。
但し観測している事象は別物です。

No.3 回答者： ssawatake 回答日時： 2024/06/30 20:21

特殊相対論は、お互いに等速直線運動してる物での座標変換の話で有って、お互いがそう見えるだけの事です。

質問の例で言うと、逆も成立つという事。
電車の中で1秒たったとしても、地上の人からしたら0.94秒しかたってない。

も同時に成立つわけ。

実際にはドッチも遅れたり、進んだりはしてなくて、観測するとソー見えるだけ。

実際の現実世界では、一般相対性論という重力理論を使わないといけないのです。

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/06/30 17:38

これは、電車と地上という2者の相対速度が10万km/s、と言う見方です。

地上から見れば電車速度が10万km/sですが、
電車乗客から見れば、地上が10万km/sで遠ざかっているのです。
なので、地上から見れば電車内の時間は地上より遅れて進みますが、
逆に、電車内から見れば、地上の時間が電車内より遅れて進むのです。
これを相対的、と言っています。

さて、ご質問の件ですが、
通話音声は光速である電波通信でないと成り立ちません。
相対速度が10万km/sなので、
3秒後には光速で1秒の距離になり、6秒後には同2秒の距離、…です。
結果、送達時間が徐々に伸びていくので、
会話(やり取り)は成り立たなくなってしまうでしょう。

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2024/06/30 17:36

その状態で実際に「会話」するんだとしたら, 運動方向によって早口になるかもしれないし, なおゆっくりになるかもしれない.

相対性理論による「時間の遅れ」とは別にドップラー効果が働くことに注意.