「光速より速い→タイムマシンも可能！？」はなぜ？？

ニュートリノのことで大騒ぎですが、私の分かっている限り、今回のことは以下のような事実の判明ですよね。

素粒子の一種であるニュートリノが、光よりも速く移動することが分かった。

そしてこれが事実なら、アインシュタインの「特殊相対性理論」という、「質量を持つものは光よりも速く移動できない」という、これまでの常識を覆すものである。

でも、だからって、どうして過去へ行ける、つまりタイムマシンも可能になるっていう話になるんですか？

よく、ドラえもんなんかで、のび太が過去の自分に会いに行く、なんてシーンを見ましたが、ああいうのも可能になるんですか？

そこが分からないのです。私という人間は一人しかいません。もし、前述のドラえもん内のようなことが可能になるとするなら、私がいっぱい存在するいうことになりませんか？過去にもいる、未来にもいる・・・ってことに。１秒前の自分、３秒前の自分・・・なんて言い出したら、数兆人の自分がいるってことに・・・。

私という人物は、現在にしか存在しないはずなのに・・・。

あと、光より速く移動できるとして、どこを移動するんですか？　たとえば、地球を光よりも速く一周したって、別に時間は戻らないですよね。「超はやい世界一周をしただけ」になりますよね。

過去に戻れるということは、どこかに「過去」がなくちゃいけない。
無い場所には行けないのですから。ってことは、どこかにあるんですか？「２年前の日本」とか「４０年前のアメリカ」とかが・・・。　でも思うに、世界のどこを探しても、たとえば１９９９年の日本はありませんよね。ない場所にどんなに速いスピードで向うにしても、無理なんじゃないですか？

なんか滅茶苦茶なこと言ってますが、解読できる部分だけでもいいので、馬鹿でもわかるよう教えてください。ぼく、超バカなのです。

No.7 ベストアンサー 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/09/26 17:13

　ややこしい話のため、説明が面倒になり、「そのうちだれかが正しい回答をするだろう」と思って放置していたのですが、答えを解っている人は、同じ様に面倒くさがっているのか、今の処、「超光速粒子がタイムマシンの実現を可能とする」事に関して説明した回答が無い様です。

　最初に御断わりしておきますが、超光速粒子によって可能となるタイムマシンは、人や物を過去や未来に送り込むという働きをするものではなく、「超光速粒子を使った信号を、未来から過去に向かって送る事で、未来の情報を過去の世界で受け取る事が出来る様にする」というものです。

　尚、以下の話には、もしかしますと見落としや計算ミスが含まれているかも知れませんので、「超光速粒子によるタイムマシンとは、概ね以下の様な原理に基づく話である」という事さえ御理解頂ければ充分で、細部に関してまでは鵜呑みにされない様に願います。

　例えば、宇宙空間を一定速度で直進する2隻の宇宙船が、光速の80％の相対速度で擦れ違ったとします。
　ローレンツ変換という特殊相対性理論的な効果により、運動する物体は、時間の進み方が遅くなる事が判っています。

【参考URL】
　時間の遅れ - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93% …

　ローレンツ変換 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC% …

　双子のパラドックス - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8C%E5%AD%90% …

　片方の宇宙船（これを宇宙船Aと呼ぶことにします）から見て、もう一方の宇宙船（こちらを宇宙船Bと呼ぶことにします）は、光速の80％の速度で運動をしていますから、宇宙船Aから見ますと、宇宙船Bの時間の進み方は、遅くなっている事になります。
　この場合、　

「宇宙船Aから見た宇宙船Bの時間の進む速さ」/「宇宙船Aから見た宇宙船Aの時間の進む速さ」＝√(1－(0.8c÷c)^2)＝√(1－0.64)＝√(0.36)＝0.6　　（c：光速）

という計算により、宇宙船Aから見ますと、宇宙船Bの時間の進む速さは、宇宙船Aの時間の進む速さの60％という、ゆっくりとしたものとなっている事が判ります。
　逆に、宇宙船Bの方から見た場合、宇宙船Aの方が光速の80％の速度で運動をしている事になりますから、宇宙船Bから見ますと、宇宙船Aの時間の進む速さは、宇宙船Bの時間の進む速さの60％という、ゆっくりとしたものとなっている、という事になります。
　さて、擦れ違ってから宇宙船Aの時間で1年経った時、宇宙船Aから宇宙船Bに向けて、光速の2.4倍の速度で進む粒子を使って、通信信号を送ったとします。
　擦れ違ってから1年経っているのですから、その時点での2隻の宇宙船の間の距離は、

0.8c×1年＝0.8光年

だけ離れている事になります。
　信号の進む速度は、宇宙船Aから見た宇宙船Bの速度よりも、

2.4c－0.8c＝1.6c

だけ速いため、宇宙船Bと信号の間隔は、宇宙船Aの時間で測って、1年あたり1.6光年ずつ縮んで行きますから、信号が宇宙船Bに追いつくまでに要する時間は、

0.8光年÷1.6c＝0.5年

となり、宇宙船Aが信号を送った半年後、即ち、2隻が擦れ違ってから（宇宙船Aの時間で測って）1.5年後に、宇宙船Bに通信が届く事になります。
　宇宙船Bに通信が届くのは、宇宙船Aの時間では1.5年後ですが、宇宙船Aから見た宇宙船Bの時間の進み方は遅くなっているため、宇宙船Bが通信を受け取った時点では、宇宙船Aから見た宇宙船Bの時間は

1.5年×0.6＝0.9年

しか経っていない事になります。
　つまり、宇宙船Bは擦れ違ってから（宇宙船Bの時間で測って）0.9年後に、「擦れ違ってから1年後の宇宙船Aの情報」を得る事が出来る訳です。
　そして、宇宙船Bは送られてきた情報を、やはり光速の2.4倍の速度で進む通信信号によって、直ぐに宇宙船Aに送り返したとします。
　擦れ違ってから0.9年後という事は、2隻の距離は

0.8c×0.9年＝0.72光年

だけ離れている事になりますから、送り返した通信を、宇宙船Aは「宇宙船Bが信号を送り返してから」（宇宙船Bの時間で測って）

0.72÷1.6c＝0.45年

だけ後になってから受け取る事になります。
　宇宙船Bが信号を送り返したのは、宇宙船Bの時間で測って、擦れ違ってから0.9年後なのですから、宇宙船Aが送り返した通信を受け取るのは、擦れ違ってから（宇宙船Bの時間で測って）

0.9年＋0.45年＝1.35年

だけ後という事になりますが、宇宙船Bから見た宇宙船Aの時間の進み方は遅くなっているため、宇宙船Aが送り返されて来た通信を受け取った時点では、宇宙船Bから見た宇宙船Bの時間は

1.35年×0.6＝0.81年

しか経っていない事になります。
　その結果、宇宙船Aが通信を送ったのは2隻が擦れ違ってから1年後であるにも関わらず、送り返されて来た通信を受け取るのは0.81年後という事になります。
　つまり、宇宙船Aは宇宙船Bに中継してもらう事により、

1年－0.81年＝0.19年

だけ未来の情報を得る事が出来る訳です。

　尚、この方式のタイムマシンは、信号のやり取りを行う双方の相対速度が充分に速く、且つ、信号の進む速度が光速を超えていれば成り立つものですから、別に宇宙船同士である必要は無く、例えば、宇宙船Aの代わりに、地球から信号を発する事にして、宇宙船Bを地球から打ち上げる様にすれば、地球に居ながら、地球の未来の情報を得る事が出来る訳です。
　但し、より先の未来からの信号を受け取るためには、双方の相対速度と距離、それに信号の進む速度を、より大きなものとしなければなりません。
　今回の情報では、ニュートリノは光速に対して、僅か0.0025％程度しか速くはないそうですから、タイムマシンとして成り立たせるためには、宇宙船Bの速度を光速の99.9999999687508％以上にする必要があると思います。

【参考URL】
　東京海洋大学附属図書館 > 東京海洋大学研究報告 > 第6号 > タイムトラベルの哲学 Philosophy of Time Travel
　　http://lib.s.kaiyodai.ac.jp/library/kiyou/tkh06/ …

No.11 回答者： SPROCKETER 回答日時： 2011/09/28 22:08

　現在の宇宙ロケットでは光速に達する事も光速を超える事も不可能ですが、電波や光を使った通信方法を使えば、光速度と同じ速さで宇宙の彼方と通信するのは可能です。

　同様に、ＳＦ映画やアニメに出て来るようなタイムマシンを実現しようとすると、光速度よりも遅いタージオンの世界の物質を光速度よりも速いタキオンの世界の物質に相互転換するという無理難題を実現しなくてはならないので、事実上不可能と考えられています。

　しかし、素粒子の世界ではタージオンとタキオンとの相互転換が可能になるかも知れず、それがタイムマシンが実現可能だと言われているのだろうと思います。

　もし、タージオンの世界の情報をタキオンの世界の素粒子の形で伝えるのが可能になれば、時間の壁を超えた通信が可能となり、未来から過去へ情報を送って過去を改変し、タイムパラドックスを起こすのも可能となるわけです。

　人間が過去に戻るのは無理ですが、情報が過去に伝わって過去が変わる結果、現在や未来との間で因果律の矛盾が生じるタイムパラドックスが起これば、タイムマシンが実現したのと同じ結果が生じるでしょう。

No.10 回答者： chiha2525 回答日時： 2011/09/26 19:21

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7032132.html

で、すこし書きましたので、ご覧ください。


最初の光で同時を定義する云々はどこいったのか？と言われそうなので補足しますと、ＡからＢへ光の速さで移動する観測系においては、Ａから光をだすのとＢで光を反射するのは“同時”になります。逆にＢからＡに光の速さで移動する観測系においては、Ｂで光を反射するのとＡで光が戻ってくるのが“同時”になります。

もう１つ補足。0.5秒“同時”な系では、0.5秒後にＢで光が反射され超高速ニュートリノが発射されます。超高速ニュートリノがＡに付くのは0.3秒後、Ａから光を出した0.5+0.3=0.8秒後となります。反射された光が届くのは0.5+0.5=1.0秒後ですね。
Ａから光をだして0.1秒後にＢで“同時”に反射が起こる系では、Ｂから出た超高速ニュートリノがＡに届くのは0.1+0.7秒後、反射された光がＡにもどるのは0.1+0.9=1.0秒後になります。Ａでの観測は上記の系と同じであることが重要です。
Ａから光をだして0.9秒後にＢで“同時”に反射が起こる系では、反射された光がＡにもどるのは0.9+0.1=1.0秒後になります。Ｂから出た超高速ニュートリノがＡに届くのは0.9+(-0.1)=0.8秒後になります。Ａでの観測は上記の系と同じです。
ところが、Ａに超高速ニュートリノが届くのが0.8秒後、Ｂから超高速ニュートリノが出されるのは0.9秒後。つまり0.9秒後に出された超高速ニュートリノが0.8秒後に届く＝過去へのタイムマシン、となります。

No.9 回答者： tac351115 回答日時： 2011/09/26 19:05

マスコミはタイムマシンの意味を誤解して報道しているようですね。

超光速で実際に過去に行くことはできませんが、過去を見ることはできます。

地球から超光速の観測機を飛ばして地球からどんどん遠ざかるにつれて、地球から過去に出た光を追い越すことが出来ます。

そして、地球からはるか彼方で観測機を減速して地球を観測すると過去の地球が見えます。

No.8 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/09/26 17:38

>光より速く移動できるとして、どこを移動するんですか？

>過去に戻れるということは、どこかに「過去」がなくちゃいけない。
>無い場所には行けないのですから。

>ない場所にどんなに速いスピードで向うにしても、無理なんじゃないですか？

　その論理で行きますと、未だ存在して居ない未来へと、時間が進む事も不可能となり、時間が流れる事はあり得ない事という事になります。
　又、存在して居ない場所から、やって来る事など不可能ですから、過去から現在へと時間が進む事もまた、不可能という事になります。
　ですから、過去も未来も存在して居ると考えた方が宜しいかと思います。

　例えば、地球から100光年離れた所にある星からの光は、100年かけて地球へと届きますから、地球で見る事の出来る、その星の姿は、100年前の過去ものと言えますが、超光速を容認しない限りは、宇宙空間を情報が伝わる速度は、光速度以下ですから、地球に居たのでは、その星の現在の状況というものは、決して知る事は出来ません。
　つまり、地球に居る者にとっては、その星の現在の状況というものは、地球における未来と同様に、未だ確定されていない事柄なのです。
　言わば、その星の100年前の状況こそが、地球に居る者にとっては、その星の現在の状況とも言える訳です。
　そして、その星にとっては過去の事柄であっても、地球に居る者にとっては、まさに現在進行中の事柄であるという事は、過去も存在し続けて居るという事になります。

No.6 回答者： eroermine 回答日時： 2011/09/26 14:10

今から70年以上前に特殊相対性理論の面白さを啓蒙するための本にそういう話が載ってました。

たぶんガモフ全集に載ってます。
当時の科学啓蒙の世界はちょっと想像を絶して居まして、 ガモフ以前には 「科学啓蒙詩」
という詩で解説してたのです。
それをガモフはイラスト入りの御伽噺で解説する発明をしたと。
それでベストセラーに。

他の本では光速度を越えると魔法の世界に行くと書いてあるのも読みました。
こっちはたぶん「百万人の相対性理論」
今検索したら ガードナー著となってるけど違うような記憶も。

まあようするに与太話。

No.5 回答者： foomufoomu 回答日時： 2011/09/26 13:30

＞そしてこれが事実なら、アインシュタインの「特殊相対性理論」という・・・

＞でも、だからって、どうして過去へ行ける、つまりタイムマシンも可能に
＞なるっていう話になるんですか？
相対論では、光に近い速度で移動すると、その人の持っている時計は遅く動いて見え(時計だけでなく、すべての物がですが)、さらに光速度で移動すると時計が止まって見えることになる。と、説明されています。
ならば、「光速度をこえたら、時計が逆に回るのではないか。床に落として壊れたコップが、元にもどる！？」という話です。

＞過去に戻れるということは、どこかに「過去」がなくちゃいけない。
＞無い場所には行けないのですから。ってことは、どこかにあるんですか？「
おそらく、大多数の科学者も、同じように考えていると思います。
ドラえもんに出てくるようなタイムマシンは、H.G.ウェルズの小説「タイムマシン」の中に登場したのが初めてです。小説の中では、
「この世界は3次元＋時間でなりたっているが、人間は時間だけを特別なものと扱っている。しかし、じつは他の方向と同じように時間も移動することができる。」
というような説明がありますが、科学的にそれを理論付けたものは、まだありません。

ちょうど、つぎの本が出たばかりなので、あるいは参考になるかもしれません。
http://www.nikkei-science.com/page/sci_book/bess …

しかし、これまでに理論が出ていないことが、今後も出ないことの根拠にはなりません。
今回の発見がきっかけになって、時間の理論が進展して・・・もしかしたら、それこそ相対論をくつがえすことになるのかもしれません。

No.4 回答者： noname#146007 回答日時： 2011/09/26 07:35

おはようございます。

例えば、今見ている天体(太陽とか)の
光は、たった今発っせられたものではなくて、何千年何万年前に
発せられたものが、とてつもない距離を経て、地球に届いています。
つまり、太陽からしたら、我々が感知する光は、過去のものです。
たった今、発せられた光を見たいとしたら、発せられる光より
速い速度で、太陽に向かって行かなければならないことになります。
でないと、途中のどこかで、光を見ることになってしてしまいますから。

それで、光より速い物質見つけて、単純に考えたマスコミが、
今回のような記事にしたんじゃないですか？

No.3 回答者： TheTukkomi 回答日時： 2011/09/26 06:32

僕には詳しいことは分かりませんが、質問者さんの意見は理論上矛盾している可能性があります。

質問者さんの考えが正しいと仮定します。
過去に行くにはどこかに過去がなければいけないなら、未来に行くにもどこかに未来がなければならない。
そんなものありませんよね。「〇〇年後の日本」「〇〇時間後の日本」などね。でも時間は制止していませんよね。もしもないところに行くのが不可能なら時間は止まっています。なぜなら「限りなく０秒先に近い未来」も存在しない。要は現在の時間座標より先がないことになります。
この矛盾により導き出せる答えが「未来や過去はある」「ない場所に行くのは可能」「根本的に時間と場所の概念は切り離して考えるべきもの」なのかは分かりません。
結論からいうとタイムマシンのような高度な時間の仕組みは分からないというのが答えでしょう。

質問者さんが悩むのも仕方のないことです。なぜならこれは世間的に「非現実的」「非常識」なものなのですから。でも「非現実的」を「現実的」に、「非常識」を「常識」にするのが『科学』だと思います。いつかタイムマシンが「普通」になっている未来が来るとおもいますよ。

No.2 回答者： nottisan012 回答日時： 2011/09/26 04:36

まず、タイムマシンのとらえ方が異なります。

ドラえもんのタイムマシンのように過去にも未来にも行くことができるのではありません。特殊相対性理論より非常に速い速度で運動する物体は時間の流れが遅くなります。これを利用すると、周りの時間は進んでいるが、自分の時間はほとんど進んでいないということができます。だから、未来にはいくことができたということです。ただし、過去に戻る方法は、まともな理論が存在していません。
光より速く移動したからと言って過去に戻れるとは限りません。今回のニュートリノを発見したCERNもそのようなことを言っていなかったと思います。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%BF%E3%82%A4% …