タイムマシンが理論上で可能な訳は？

Question

ずっと以前に「相対性理論」を応用すれば理論上ではタイムマシン・タイムトラベルが可能だと解りやすい例で聞いたことがあります。

例え話で結構ですので、できれば具体的な設定や例で解りやすくタイムマシン・タイムトラベルが「相対性理論」を応用すれば可能だということ説明してもらえないでしょうか？

その時の話では、例えば２つの星の間を光速を超える乗り物で移動するという設定（例）の例え話で、２つの星の間を往復する間に時間のズレが生じて、結果的にタイムトラベルしたことになり、その乗り物こそがタイムマシンだというような話だったと記憶してます。
しかし、何故、ある程度の距離を超光速で移動すると理論上ではタイムトラベルできるのかという部分の記憶だけが欠落してますので宜しくお願いします。

ちなみに、その時に聞いた話の主題は『タイムマシン・タイムトラベル』ではなく、相対性理論を解りやすく説明するためにタイムマシン・タイムトラベルを例にした内容だったと記憶してます。

rangeru · Accepted Answer

No6です。

　未来へのタイムマシン自体は原理的にはできます。しかし、超光速は必要ありません。光速に近い速度での移動さえできればそれがタイムマシンになります。
　
　超光速でのタイムマシンは過去へのタイムトラベルを考えるときにでてきたと思います。ちゃんとした本によく出てくるタイムトラベルは未来へのタイムトラベルのはずです。

　それと、

＞超光速で移動する物体を相対性理論で扱うことが間違い(＝相対性理論では超光速の物体は存在しないと結論づけられている)

ではなく、『相対性理論』では『超光速の物質が存在しない』と《結論している》はわけではありません。『超光速の物質が存在しない』ことを『相対性理論』では《仮定》しているのです。『超光速で移動する物体を相対性理論で扱うことが間違い』とはそういう意味です。些細なことに思えるかもしれませんが実はかなり大事なものです。

iraburyou · Answer

うらしま効果と呼ばれているモノではないでしょうか

Wikiを参照しますね

ウラシマ効果（ウラシマこうか）、またはリップ・ヴァン・ウィンクル効果（リップ・ヴァン・ウィンクルこうか）とは、移動する物体同士の異なる時間の流れの差分を表す。ウラシマ効果は、物体同士の相対速度が光速に近い場合に特に顕著にあらわれる。

相対性理論では、高速で移動する物体は、その系における時間の流れが遅くなるとされている。例えば、有る地点から1光年先のある地点まで、宇宙船が光速で航行したとすると、外の世界では宇宙船が到達するまでに1年を要するが、宇宙船の中では殆ど時間経過は起こっていないという事が生じる。つまり、宇宙船の外と内では異なる速度 (?) で時間が流れていることになる。

つまり、亜光速で宇宙を駆けめぐり、何年か後、出発地点に戻ってきたような場合、出発地点にいた人は年を取り、宇宙船にいた人は年を取らないという現象が生じる（厳密には双子のパラドックスの項を参照のこと）。

この状態が、日本のお伽噺である『浦島太郎』において、主人公の浦島太郎が竜宮城に行って過ごした数日間に、地上では何百年という時間が過ぎていたという話にそっくりであるため、ウラシマ効果と呼ばれている（SF同人誌「宇宙塵」主宰者の柴野拓美が命名者と言われる）。また欧米ではこの浦島太郎と似た描写のある「リップ・ヴァン・ウィンクル」の伝説から、リップ・ヴァン・ウィンクル効果と呼ばれることもある。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%A6%E5%B3%B6%E5%8A%B9%E6%9E%9C

inaken11 · Answer

未来には行けても、過去には戻れない＝タイムトラベルでは無い
というような結論だったような。

tatsumi01 · Answer

ウラシマ効果は実際にはタイムマシンではないんです。

確かに、双子が光速度に近い速度で相対的に運動している場合、兄の座標系ではゆっくり時間が進むので弟は早く年を取ります。しかし、弟から見ても弟の座標系ではゆっくり時間が進みますから兄が早く年を取ります。双子のパラドックスというのは、「再会したときに相手が老けている」という意味ではなく、「再会したとき『兄には弟が老けてみえ』、『弟には兄が老けてみえる』」ということだと思います。さて、どちらが正しいでしょう。

実は、特殊相対性理論ではこのパラドックスは無意味です。なぜなら、相対速度０から次第に加速して離れて行っても、いずれ逆方向に進んで帰って来ないといけないので、時間遅れは打ち消しあって再会したとき兄弟の時間は同じです。したがって特殊相対性理論の範囲ではタイムマシンは作れません。

一般相対性理論ではどうかというと、運動履歴が違うと時間経過が違うそうです。しかし、タイムマシンはやはり無理ですね。３０歳の兄弟が速度が違う運動をして未来で再会したときに、例えば兄が５０歳、弟が４０歳になっていたとしても、兄が１０年過去に帰ったわけではなく、ただ１０年間時間を止めていた弟に会ったというだけです。

tetsumyi · Answer

>何故、ある程度の距離を超光速で移動すると理論上ではタイムトラベルできるのか

たぶん、この部分は書いてなっかたのではと思います。
なぜなら、「相対性理論」で出てくる結論は超光速で移動することは不可能と言うことだからです。
いくらエネルギーを使っても物質は光速に近づくことはできますが光速以上になることはできません。
話は光速を超える乗り物があったとしたらと言う想像で書かれたのでしょう。
素粒子の実験で光速以上で移動したと思える結果が得られた
と言う報告があるようですが確かな裏づけや理論はないようです。

turukame7 · Answer

私が思うに未来の反対は過去ではないのです。
未来ヘは自分の時を止め、周りの時間が進めば、一定時間後に自分の時が動き出せば、そこは未来です。例えば、冷凍保存で１００年後目覚めれば、未来へいけます。
その逆は、自分の時だけが流れ、周りの時間が止まることです。一定時間後周りの時間が動き出せば、自分だけが年を取ったことを自覚するだけで、過去へは行けません。

rangeru · Answer

相対性理論は光速度より速いものがなく、どの慣性系から見ても速度が一定であることが要請されています。したがって、光速度よりも速いものがあったとしても、それは相対性理論では扱えません。ちょうどミクロな系をニュートン力学では扱えないのと同じです。

　したがって、超光速で移動する物体を相対性理論で扱うこと自体が間違いです。

mayan99 · Answer

確か光の速度は不変であるという前提があり、
高速に近いロケットにいる人から見れば、ドップラー効果で光は遅く見えるはずであるが、光速は不変であるので、ロケット内の時間の経過が遅くなり、光の速度は変わらないという感じだったと思います。

私には訳がわかりませんが・・・・

タイムマシンが理論上で可能な訳は？

うらしま効果と呼ばれているモノではないでしょうか

未来には行けても、過去には戻れない＝タイムトラベルでは無い

ウラシマ効果は実際にはタイムマシンではないんです。

>何故、ある程度の距離を超光速で移動すると理論上ではタイムトラベルできるのか

私が思うに未来の反対は過去ではないのです。

相対性理論は光速度より速いものがなく、どの慣性系から見ても速度が一定であることが要請されています。

No6です。

確か光の速度は不変であるという前提があり、

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