高速ロケットに乗って、宇宙旅行をして地球に帰ってきたら地球の人よりも年を
とらないという理由は、速度よりもロケットに乗っている人には加速度が
かかっていると言うことが重要だということでしたが

だとすると、速度というのは相対的なものであって地球からもロケットからも
互いが同じ速さで遠ざかっているようにみえるので、時間の差が生じるのは、
加速度(重力も含めた)のみによって引き起こされるということになりますよね?

つまり、正しくは速い速度で移動すれば時間がゆっくりになるというのは、嘘で
加速度(または重力)がよりかかった方が時間がゆっくりになる。というべきではないで
しょうか?

あと、加速度と言うのは速度(相対的な物である)と違って絶対的なものなのです
よね?自信のある方だけお答え下さい、お願いします。

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A 回答 (3件)

>つまり、正しくは速い速度で移動すれば時間がゆっくりになる


というのは、嘘で

それは結論を急ぎ過ぎです。特殊相対論の結論は#1の回答の通りです。
ロケット旅行の各段階を具体的に追ったほうが分かりやすいでしょう。
以下で「見る」という言葉は、光が目に到達することではなく、どんなに
遠い距離でも瞬時に見られることを仮定して使っています。


●ロケットが地球からスタートする(加速はなるべく瞬時に)
地球から見て:
ロケットの時計が遅れ始めるが、瞬時なので考えなくてもよい。

ロケットから見て:
地球の時計が遅れ始めるが、瞬時なので考えなくてもよい。加速度を
重力とみなしたときの影響は地球とロケットが重力場のほぼ同じ場所に
いるので、ほとんどない。


●ロケットが地球から離れる(一定の速度で)
地球から見て:
ロケットの時計がどんどん遅れて見える。

ロケットから見て:
地球の時計がどんどん遅れて見える。


●折り返し(なるべく瞬時に、一定の加速度で)
地球から見て:
折り返し中の時計のテンポは両者ほぼ同じだが、ロケットの時刻は
(それまでの分で)すでに遅れている。

ロケットから見て:
加速度を重力とみなしたとき、重力場での両者の位置が離れている
ので時間の進みに影響がある。重力場で「高い」位置にある時計が
速く進むので、このケースでは地球側の時計が速く進み、ロケット
側を逆転して先の時刻を示すようになる。


●ロケットが地球に近づく(一定の速度で)
地球から見て:
ロケットの時計がどんどん遅れて見える。

ロケットから見て:
地球の時計のテンポは遅れて見えるが、時刻は地球側が先になっている。


●地球に着陸中(減速はなるべく瞬時に)
地球から見て:
両者の時計のテンポが同一になっていく。時刻はロケットが遅れたまま。

ロケットから見て:
両者の時計のテンポが同一になっていく。時刻は地球側に追いつけない
まま。スタート時と同じ理由で加速度の影響はほとんどない。


●地球に到着
両者の時計は同じテンポで時を刻んでいるが、ロケット側の方が
遅れている。つまり、ロケット搭乗員は若いままである。


>あと、加速度と言うのは速度(相対的な物である)と違って絶対的な
ものなのですよね?

自動車を発進させるとき、シートに背中が押し付けられる感覚があります
が、車の外側にいる人が逆方向の加速感を感じることは決してありません。
その意味では「絶対的」という言葉を使うこともできるでしょう。

この回答への補足

つまりロケットが地球から離れたときに重力に差ができるところが大きいという
ことですよね?
では、地球の周りを地表すれすれで飛ぶとしたなら、重力による差が生じなくなる
のでは?どうでしょう?

補足日時:2002/01/16 16:48
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>つまりロケットが地球から離れたときに重力に差ができるところが大きいということですよね?



先の回答では、地球の重力は考えていません(時空に
対する相対論的な影響はごくわずかなので)。回答中に
ある重力という言葉はすべて、加速度を同等の重力に置き
換えて考えた「みなし重力」です。
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>つまり、正しくは速い速度で移動すれば時間がゆっくりになるというのは、嘘で加速度(または重力)がよりかかった方が時間がゆっくりになる。

というべきではないでしょうか?
速い速度で動いているというのは等速度運動のことですよね?
この場合、どちらが運動しているか見分ける方法はありません。
つまり、互いに、自分と動いている相手、という立場になります。
このとき、互いに「自分の時計よりも相手の時計がゆっくり進んでいる」ように見えます。
この現象は今までどちらにより加速度がかかったかは関係ありません。
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