モテたい男子必見。一瞬で相対性理論についてそれっぽく語れるようになる方法
どうも、物理オタク高校生です。今回は相対性理論について語る方法についてです。以下の手順通りに説明すればかなりそれっぽくなるとおもいます。是非ドヤ顔で語ってみてください。
1、相対性理論は2つある。
一口に相対性理論といっても、特殊相対性理論と一般相対性理論があります。そして、一般相対性理論については一般とか書いてるくせに上手く説明するのはほぼ不可能です。なので、特殊相対性理論をさもそれが全てであるかのように語りましょう。もし、性格の悪いクソ野郎に突っ込まれたら
「そっちは理解できないだろうから省略したんだよ。」って言って、後で誰もいないとこでそいつをぶん殴りましょう。
ちなみに何故特殊の方が一般より難しいのかというと、特殊相対性理論の特殊は「特殊な状況下(物体に重力がかかっていない状態)」という意味の特殊なので、考えなければならないことが少なくてシンプルなんです。
2、相対性と光速不変の定理の説明
話の展開として綺麗なのはまず相対性の説明です。相対性とは比較的みたいなことで、何かと比べることによって生まれる評価のことです。
例えば
「深田えいみは三上悠亜よりはエロくないけど俺の母ちゃんよりはエロい」
みたいなことです。つまり「エロさ」とは比較対象によって変わってしまう、そういう指標なわけです。そういうのを相対性といいます。
では対義語はなにかというと「絶対的」ですね。ただ、世の中に絶対的なものってなかなかないんですよ。例えばよく
「彼は絶対的なエースだ。」
何て言い回しありますよね。でもこれは間違った言説です。なぜなら
「チームの雑魚キャラベンチ(俺のことやないか)よりはるかにエースだけど二番手のあいつと比べるとちょっとだけしかエースじゃない。」
みたいなことになるからですね。つまり同じ評価基準でも「程度」が存在するからです。
では、絶対的なものとはなんでしょうか。
橋本環奈のかわいさでしょうか。壇蜜のエロさでしょうか。いいえ違います。
それは光の速さです。
えっ、と思った方もいるでしょう。速さは明らかに相対的な評価基準ですから。例えばボルトは僕よりは速いですけど新幹線よりは遅いですからね。
でも光の速さは絶対的なんですよ。おかしいでしょ？光の速さって秒速30万kmですけど、それって一秒で30万km進むってことですよね。
じゃあ仮に僕が秒速15万kmで走れたとしましょう。光とかけっこします。一秒後に僕と光はどれだけ距離があるでしょうか？
普通はこう考えます。
30万km/s×1s － 15万km/s×1s ＝15万km
より15万km
では答えはというと…
30万kmです。
…は？
原理は不明だったんですが、光の速さはいろんな実験で絶対的と分かってしまったんです。だから上みたいなことも起こってしまうんです。これを「光速不変の定理」
と言います。相対性理論の根幹となる定理です。
3、相対性理論の基本的な考え
上のような自称進の進路指導ぐらい意味不明なことをいわれても…て思うと思います。
例えばこういう文があったとします。
「俺は誰よりもアソコがでかい。」
これは理論上は成立しますよね。とんでもない大きさのイチモツを持ってれば良いわけですから。
でも2章でのべた光の速さはこういうことです。
「俺は誰よりも、ちょうど3cmアソコがでかい。」
これは明らかに成り立たないんです。なぜならイチモツの大きさは十人十色ですから。
でもさっきいったのは
「光はどの速さで動く物体よりも秒速30万kmだけ速い。」
ってことですから同じことです。この問題には多くの科学者が悩みました。光の速さが絶対的であるということが実験で証明されてしまったからです。
そして、その疑問に終止符を打ったのが相対性理論ってわけです！
その基本的な考え方は、早く走ってる人と遅く走ってる人と制止してる人では、時間の流れ方が違うんだと。
つまり時間は相対的なものだと。
そういったことです。ここから相対性理論って名前がついたわけですけど、もう少し詳しくみていきましょうか。
4、少し計算もいれて
つまりさっきのを例にとらえると、僕は光とかけっこをします。そして一秒後に15万km走りその時光との距離は15万km。
これは実は間違ってないんです。
僕の視点からすればね。
つまりさっきの一秒後の距離は30万kmと言ったのはあくまでも静止して僕のことを応援に来てくれた可愛い彼女(そんなのはいない)についての視点です。
言い換えるなら彼女にとっての1秒間ですね。
つまり彼女にとって1秒間が流れる前に、僕の時間軸では既に1秒間をとっくに越えているんです。
ついてこれてますか？
難しいですよね。
僕の拙い言葉では上手く言い表せてないかもしれませんが、つまり覚えておいてほしいのは
「速く走れば走るほど時間は遅くながれる」
と言うことです。
上の例では光速の半分で走った僕は静止した彼女にとっての1秒間をより長く過ごしました。速く走った僕にとっては時間が遅く流れたわけですね。
かの偉大なニュートンは
時間は矢のように絶対的だ
と言いました。これが普通の感覚です。
でもアインシュタインは
時間は流れる川のようだと。
アインシュタインは、時間の相対性を川の流れに例えたわけですね。
4、最後に
いかがでしたでしょうか。何となく分かりましたか？僕の文章力ではこれが限界です。タイトル詐欺になっちゃいますけど、僕のこの文章で、相対性理論について語れるようになるかは分からないです。でも少しでも興味を持っていただければいいなと思いかきました。
下らない例えばっかですいませんでした。僕がアインシュタインならもっと高尚な例えができたんでしょうね…
最後に相対性理論について語ったアインシュタインの言葉を書きます。
『可愛い女の子と一時間一緒にいると、一分しか経っていないように思える。熱いストーブの上に一分座らせられたら、どんな一時間よりも長いはずだ。』
……俺とおんなじぐらい適当で下らねえこと言ってんじゃねえかーーー！！！
ご覧くださりありがとうございました。
追記 文中の計算は分かりやすく省略しているので、実際の秒数などとは異なりますからご注意を