よもやま話　その8 Part1

2026年03月23日

今回は科学のお話をしようと思います。皆さまは『相対性理論』というものをご存知でしょうか。
相対性理論を一言で言うと「時間って人によって進み方が違うし、空間って人によって縮んだりするよ」という理論です。実はこの相対性理論というのはそれまで考えられてきた常識を覆した凄い理論だということを今回は説明させていただこうと思います。

「良く分からないよ」という方向けに追加で説明をさせていただくと、相対性理論を唱えたアインシュタインさんはメディアへ相対性理論に対して
「可愛い女の子と1時間座って話をしていたら1分くらいにしか感じないでしょ？でも熱いストーブの上に1分間手を置いてみてごらん。1時間くらいに感じるでしょ？要するにそういうことだよ」
と話したそうです。この説明であればちょっと分かりやすくなりましたよね。

では最初に相対性理論の『時間って人によって進み方が違う』の部分からご説明しましょう。
これは言い換えると『速く動くものほど時間の流れはゆっくりになり速く動くものほど周りの空間は縮んで見える』という表現になります。
ここで冒頭で説明をしたそれまで考えられてきた常識を覆すという部分に戻りますが、相対性理論が出来上がるまでの学者たちの中で一つどうしても分からない問題があったのです。それは『光の速度がどこで図っても変わらない』という問題。
科学に疎い方でも一度は名前を聞いたことのあるであろうニュートンという方がいらっしゃるのですがその方曰く、

　　　　　　　□（車A）進行方向→ 50kmで走っている

　　　　　　　50kmで走っている←進行方向（車B）□

　　　　　　　　　　　人C（車を見ている人）

というような状況だとすると、2台の車を見ている人からは2台とも50kmで走っているように見える。しかし車Aと車Bに乗っている車内の人から見た対向車は50km+50km=100kmで見えるよね、と言ったわけです。しかしこのルールに則って光を測定しようとすると

　　　　　　　☆（光A）進行方向→ 30万km/秒で動いている

　　　　　　　　30万km/秒で動いている←進行方向（光B）☆

　　　　　　　　　　　人C（光を見ている人）

となった時に2つの光を見ている人Cからは光AもBも秒速30万kmで動いて見える。しかし光Aと光Bに乗っている人から見たすれ違う光は30万+30万=秒速60万kmに見えるよね、にならなかったわけです。
じつはどう頑張っても光は秒速30万km以上の速さでは測定できなかったようです。
これには当時の学者たちも「えっ？なんで？」となってしまい「ん〜、ニュートンが言っていることは正しいはずだから地球では何かの原因でこうなっちゃうんじゃね？」と言っていたそうです。
ここで登場するのがアインシュタインであり、この時
「光の速度は観測者が動いても変化しないよ！」と言って『光速度不変の原理』というものを唱えます。これは一言で言うと「光の速度は秒速30万kmの固定にしましょう！」という原理なのですが、そもそもなぜ光の速度は秒速30万kmで一定なのかというと『光は重さがないので光よりも速いものって無いよね？』という考えから導き出されたそうです。
例えば重さが1gでもあればめちゃくちゃ速いものでも質量があるわけですからいつか減速して止まりますよね。ですが光にはその質量が無いため速度が変わらない＋そもそも質量がないという物が無いという考えからこの原理は出来上がったようです。ちなみにこの様な速度を計算する時に使う公式は特殊な機械を使って行うようですが、その時に使う公式は『速さ＝距離/時間』を使うようです。皆さんは小・中学校の授業で習った記憶はありませんか？筆者にはありません。
ともかくここでは
・光の速さが秒速30万kmである
・これは宇宙一の速さである
・そして速さの上限値である
という3つを覚えていただければいいかと思います。

今回の記事は特別に2部構成にしたいと思います。もし気になる方は次回の投稿をお楽しみにしていてください。

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