相対的速度は本当はまぼろしだという話
急に何言ってるの？この50のおっさんは！みたいな感じだよね！日常の話なんだけど実は宇宙規模の話なんだ。
さてさて、みんな速度って聞いたことあるよね。例えば、車がどれくらい速く動いてるかとか。でも、物理学の世界では、この「速度」がちょっと変わった形で見られてるんだ。今日は、「相対速度」っていうのが実は幻だって話を、わかりやすく説明するね。
相対速度って何？
まず、「相対速度」って何だろう？相対速度っていうのは、ある人から見たときに、別の物がどれくらい速く動いているかを示すものなんだ。例えば、君が時速50キロで走る車に乗ってるとするよね。隣の車が時速30キロで走ってたら、君から見るとその車は20キロで後ろに進んでるように見えるんだ。これが相対速度だよ。
アインシュタインがやってきた
この相対速度の考え方をガラッと変えちゃったのが、アルベルト・アインシュタインっていう物理学者なんだ。彼は1905年に「特殊相対性理論」っていう理論を発表したんだ。この理論は、光の速度がどんな状況でも常に一定っていう驚きの事実に基づいているんだよ。それで、時間や空間の考え方が大きく変わったんだ。
光の速度は変わらない
特殊相対性理論によると、光の速度はいつでも一定なんだ。たとえば、光の速度は毎秒約30万キロメートルなんだけど、これはどんな人から見ても変わらないんだ。もし君が光の速度で進むロケットに乗って光を発射したとしても、その光の速度はやっぱり30万キロメートル毎秒なんだよ。この事実は、私たちが普段考える相対速度とは全然違うんだよね。
速度の合成が通用しない
日常的な速度の合成は、単純に足し算や引き算で計算できるよね。でも、実際には速度が小さいだけで、厳密にはちょっと違うんだ。例えば、君が時速50キロで走っていて、隣の車が時速30キロで走っているとする。普通なら、50キロ – 30キロで20キロの相対速度になるって考えるよね。でも、実はちょっとだけ違うんだ。その違いが普段はとても小さいから気づかないだけで、光の速度に近づくとその違いが無視できなくなるんだ。
例えば、光の速度に近い速さで進むロケットから光を発射しても、その光の速度はやっぱり一定なんだ。つまり、君がロケットで光の速度の半分で進んでいても、君から見た光の速度は変わらず光速なんだよ。これは、アインシュタインの特殊相対性理論によって説明されているんだ。
宇宙の速度の限界
特殊相対性理論によると、光の速度を超えることはできないんだ。また、光の速度に近づくと時間が遅くなるっていう現象も起こるんだよね。これを「時間の遅れ」って言うんだ。例えば、光の速度で進むロケットに乗ってる人は、地球にいる人よりも時間がゆっくり進むんだ。これも、相対速度が幻であることを示す一例なんだよね。
まとめ
相対速度は、私たちの日常生活ではとっても現実的な概念だけど、宇宙規模で見ると幻みたいなものなんだ。アインシュタインの特殊相対性理論によって、時間や空間、そして速度の考え方が大きく変わったんだよ。私たちが感じる相対速度は、実は私たちの認識の枠組みの中での一時的なもので、宇宙の本質とは全然違うんだ。常識がひっくり返るよね。本当に不思議( ﾟДﾟ)
