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光の速さで飛ぶことができる宇宙船ができたとします。

今の物理学でわかっている段階では、どうなるのですか?
私の読んでいる本には質量が光速に近づくにつれ無限大になる、としか書かれていません。そうなると密度も無限大になり星みたいに破裂しちゃうのですか?でも、別の本にはビックバンのときにできた塊は光速で宇宙の端にむかって飛んでいるとかかいてあります。ということは、物体のままなんですよね?

ん~、よくわかりません。もしかしてタイムワープとかできちゃったりするのですか?

A 回答 (7件)

簡単に説明しますね、


まず、光は一番早いものです。これに近づいた(同じではなくても)速さをもつ宇宙船にのったとすると、あなたの体重はどんどん増えます。質量が増えていくのです。また、あなたはどんどん縮んでしまいます。
 でもこれは船の外から観測したときの話しで、乗っているあなたは別に異常は感じないのです。船の外をあなたが見たときに、周りの風景が縮んで見えるのは感じられますが。
 E=mc2 エネルギーは質量×光速の二乗 有名なアインシュタインの方程式です。どんなに小さな質量でも、光速に近づけば近づくほど、ばく大なエネルギーを持つことになるというものです。
(原子爆弾がこれの応用ですね)
次に、宇宙の端とありますが、宇宙には端はありません。ニュートンの時代には、絶対座標という宇宙の中心があると考えられていましたが、中心とか端はないというように、今は考えられています。
(じゃ、ビックバンが起きた所が中心じゃないのか?と思うでしょうが)
最後にタイムワープと書いてありますが、光速に近い船の中は、時間の進み方が遅くなります。近光速で5年旅行して地球に戻ったら、地球上では50年過ぎていたということはありえます。これは、45年先にタイムスリップしたと考えられますし、地球にいた人から見れば、過去からタイムスリップして来た人とも考えられるのです。
以上、大雑把に説明しましたが、かえって混乱させてしまったら、ゴメンなさいね。
本屋さんに行くと、NEWTONという科学雑誌があります。いろいろな主題で、写真やイラストを多く使用して、意外とわかりやすくておもしろい雑誌です。
ご質問の内容なら、相対性理論のバックナンバーを見てもらえば、自分のへたな説明よりもっとすっきり理解できると思いますよ。(内容によりますが、1000~2000円くらいです。)宣伝じゃないよ。
以上 ご参考までに。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。とても親切に書いていただいてよくわかりました。E=mc2というのは良く見かけたのですが、初心者の私にもわかりやすく書いていただいてとても感謝しています。そういう意味だったのですね。原子爆弾もそういう原理とは知りませんでした。密度が小さくなればなるほど重力が強まりそれに耐え切れなくなったのがブラックホールだと何かの本で読んだのですが、今の世界の限界を超えた地点がブラックホールだとするとわくわくもしたりします。。

タイムワープについてもよくわかりました。時間の流れも空間も変わるというのがこのことなんですね。A地点と光速に近い船では時間の流れが変わるとかすごいですね。どうやってこんな事おもいつくんだろう。。

とにかく、詳しくてわかりやすいかいとうどうもありがとうございました。とてもよくわかり好奇心がまた出てきました。ありがとうございました。

お礼日時:2008/07/06 22:08

飛ぶだけでは、何も起こりません。



光の速さに近い宇宙船どころか、光の速さに等しい宇宙船も簡単にできます。速さは相対的なものですから、ある一つの光の粒を基準にすれば、その他の物質はすべて光速度で動いていることになります。この地球も光速度で動いていることになりますが、何も起きてないでしょう?普段私達は、海面の高さとの差で山の高さを表しますが、もし基準を地球の中心からにしたら、何千kmもの山ということになります。でも、山は山です。

速度の基準はかってに決めて構わないので、相対速度だけが意味を持ちます。相対速度が小さい宇宙船の中では変わったことは起きません。

なお、光速に近づくにつれて質量が増えるというのは、デマとある本で読んだ記憶があります。真偽の程は不明ですが…

この回答への補足

回答をいただきました、皆々様、今回はとてもおもしろく大変感謝いたしております。母の介護をしており、色々と大変だったので、お礼が遅くなりすみませんでした。皆さん、ありがとうございました!

補足日時:2008/07/06 22:39
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。

なるほど!1つの光の粒を基準にと考えると私たちも高速で動いているという事になるのですね。#1様のご回答から順に読んでお礼をさせていただいていますが、もう何や何やらわからない状態です。。宇宙の中の何を基準にというのが、地球の視点だけということなんですね。動く動かないも相対的とかいう感じだとしたら、これもまた、新相対性理論なのでしょうか?もう、ワケワカメです。。世の中なんでも有ですね。

ありがとうございました。

お礼日時:2008/07/06 22:26

仮定で光速船が完成したとして、


船内では、ごく普通の生活が出来ます

が、しかし質量増加の例を出しますと
1トンの宇宙船を加速させます。
速度が光速の90%に達した時、宇宙船質量は約2.3トンに増加
      99%に達した時、宇宙船質量は約7トン
    99.9%に達した時、宇宙船質量は約21トンにまで増加します結果は加速率よりも質量増加率が上回り、理論上光速移動は不可能となるのです。
   
“動いてる物の時間の進み方は遅くなる”
地球を周回しているロケット船の速度は秒速20km前後
その船内でも時間は遅く進みます。 
地球での1秒はロケット内で0.999999998秒(16年で1秒遅れる)

光速は秒速30万キロですが、
光速の半分の速度で移動すると、地球での1秒が0.87秒 
光速の90%の速度で移動すれば、地球での1秒が0.44秒まで遅くなるのです。
このような計算は、相対性理論の“1秒時計”から始めればいいと思います。

結論を出す前に理論上での訂正をしますと
=光の速さで飛ぶことができる宇宙船ができたとします>>
=極力光に近い速さで飛ぶことができる宇宙船ができたとします>>
と想定して考えた場合、新型エンジンで高速移動した宇宙船は
普通に航行し、何事も無く目的地へ到着します。最高速度によりますが
何百年も経過しているのに、船中では数日しか経過していないという
とても面白い現象が起こるでしょう。
 さらに超限界光速域まで加速するエンジンが出来たなら
どんなにどんなに遠くても、
目的地まで中の乗員は1秒とかからずに到着する事になります。
実際には光速移動しているだけですが、まるでワープしているような
錯覚にとらわれるでしょうねぇ^^
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この回答へのお礼

どうも大変詳しいご回答ありがとうございました。

最初の1トンの宇宙船を加速させての質量変化の文をみると残りのわずかの何%でものすごい急激に質量がかわるのですね。そう考えると人間の尺度と宇宙の尺度の違いを感じます。また、結果的に加速率より質量増加率のほうが上回るというのも初めて知りまして、それにより光速移動が不可能というのも大変な勉強になりました。

また、2番目の説明に書いていただきました、時間の遅くなり方についてですが、やはりこれも光速に近づくほど遅くなるんですね。ん~、何かの壁をこえるときによく似ていますね。なにかを乗り越えるとき極限まで苦しくなってようやく乗り越えられるような感じみたいですね。”1秒時計”というのもまた書籍で読んでみたいと思います。

一番最後の解説もありがとうございました。中の乗務員はワープしてるような感じになるんですね!まさにこれを知りたかったのです。タイムワープと書き、質問しましたが、私の知りたかった事はこれでして、どこか心にひっかかったところがあったんですが、まさにこのことでした。とても感動しました。一応外から見てもタイムワープになりますし。。さらに#3さまのご回答と照らし合わせてみますと、光速を超えるエンジンができたら、目的地に到達するまでに時間が逆戻りになっちゃったりしちゃってたら、おもしろいですね。

とても有意義なご回答ありがとうございました。とってもわかりやすく面白かったです。本当にありがとうございました。

お礼日時:2008/07/06 22:39

光速度で移動するときに起こる色々な現象は静止系から見たものです


光速船の中ではなのも変わったことは起こりません
なぜなら光速度は誰から見ても同じだからです
光は誰が見ても同じ速さ、これが相対性理論の大前提です
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。

宇宙船の中の人たちはなにも感じないのですね。そこがまた不思議でありますが。。要するに人間いつ何時でも自分を崩す事がないみたいですね。どんな速さの高速船に乗っても。

光は誰が見ても同じ速さと教えていただきました。光から光みたらどうなるんですかね??まあこれを聞くと難しそうなので。。

どうもありがとうございました。なにぶん素人なので、色々と参考になりました。

お礼日時:2008/07/06 22:21

何も起こりません。



光速には到達不可能なので、限りなく近い速度で進んでいるとして、何も起こりません。
新幹線が時速300kmで走っていることと同じで、外部から見ると、光速近くで走っているな、ということですし、その乗り物に乗っている人から見ると、窓の景色が後ろへ光速近い速度で流れるだけです。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。

何も起こらないないんですか。どうも乗っている人本人の視点からみるとそう感じるみたいですね。色々なご回答や書籍をみてみると。といってもよそから見ると色々ありそうで。。興味をそそります。

どうもありがとうございました。

お礼日時:2008/07/06 22:17

タイムワープというか厳密に言えば浦島効果が発生します。



仮に光速度で移動できる宇宙船が完成したとして、
A地点から5光年先(光の速さで5年かかる距離)にあるB地点に向かったとします。
もちろん、B地点にいる人からすれば、その宇宙船は5年掛かって飛んできたということになります。
しかし、宇宙船にいる人にとっては、光速に達した時点から減速するまでの時間経過が発生しなくなり、数時間程度の旅行としか思わないのです。

ちなみに、光速以上の速さが実現した場合、宇宙船の中の人は若返ってしまうということになるので、理論に反することから、
特殊相対性理論では光速以上の速度はあり得ないことになっています。

詳しく知りたいなら、科学雑誌ニュートンでわかりやすく解説している本があるので、探してみてください。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。

驚愕の事実ですね。5光年先なら数時間程度の旅行気分となってしまうんですか!光速で走っているときは時間がたたないんですか。う~ん、すごいですね。驚愕としかいいようがありません。

おまけに、光速以上の速さが実現すると若返ってしまうのですね。これはすごいですね。ん~、なんともすごいとしかいいようがないですね。未来に期待したいですね。

どうもありがとうございました。#2さまもお勧めいただいているニュートンを今度買ってみようと思います。実は1冊だけもっていて、それをきっかけに質問した次第なんです。。もう何冊か金があれば買って見ます。ありがとうございました。びっくりしました。

お礼日時:2008/07/06 22:15

わかっている段階では、光の速さに達することはできません。


どう頑張ってもエネルギーが無限に必要です。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。

なるほど、加速しにくさも無限大になっていくから、エネルギーも無限大になるんですね。私的には、何事においてもそうですが、無限を超えた次の段階に大きな変化があるんでは?と思っています。たとえば、0.9999…が1.0以上になったときですね。

どうもありがとうございました。密度も無限になるからやっぱり突破するのは難しいのかな??

お礼日時:2008/07/06 22:01

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