相対性理論を学びたい人のために

まだ一度も相対性理論を勉強したことのない人は、何か一冊相対性理論の本を読みかじってみて、なぜこんなことが?という、疑問を持ってからこのブログに来てください。ブログの先頭に戻るには表題のロゴをクリックしてください

相対論への招待(その19)

 現在2020年3月1日19時53分である。

麻友「昨日は、ハラハラしたわよ」

私「炎上しないかって?」

麻友「そうよ。タダで売られている娼婦になった私を見たい、なんて」

結弦「『娼婦の定義が崩れてるけど』って、どういう意味?」

若菜「こういうことでしょ。本来娼婦というのは、お金を受け取って、体を提供する人なんだから、タダで、差し出しちゃったら、娼婦やってる意味がないじゃない。だから、娼婦という概念が、もう崩れてるって、お父さんは言ったのよ」

私「若菜、賢い娘だ」

麻友「じゃあ、私、こういう状態?」

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私「3年前は、かなり気がかりだった」

若菜「でも、お父さんが、#うるう年レボリューション とか、#こんなまゆゆも見てみたい とか、#まゆゆ愛爆上げ とかのハッシュタグ付けて、堂々とツイートしても、普通に、リツイートされたり、いいねされるだけで、何も起こらなかったのは、私でも、ちょっとビックリでした」

麻友「つまり、まともな推し以外、みんな退場したってことよね」

結弦「お父さんは、まともな推しなの?」

麻友「それより、あと25日よ」

私「分かった。始める。みんな頭、切り換えて、相対論モードにして」

若菜・結弦「はーい」


私「スキャンした原稿の、最初のページ

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この2段目の右の図で、私は、何をやっているのか?」

私「分かり易いところから、行こう。斜めに右へ上がる矢印の先の、左に、きたない字で、{t_1 v_1} と書いてある」

若菜「えー、そう書いてあったんですか? 今まで読めませんでした」

私「これが読めると、その左下に、{t_1} と書いてある理由も、分かる」

麻友「分かった。これ、太郎さん、秋葉原から、東大宮へ向かった、私だと言ってた。速さ {v_1} で、{t_1} だけ時間が経ったとき、進んだ距離が、{t_1 v_1} だと、書いてあるのね。縦軸が時間。横軸が、距離なんだから、当たり前のことしか、書いてなかったのね」

私「ただ、私は、当たり前なことを、計算しているのでは、なかった。{t_1} と書かれている、垂直な線と、先ほどの右へ上がる矢印の線の交点を、座標の原点と思う。麻友さんから見て、麻友さんの座標の原点(今は、秋葉原の座標の原点と一致している)と、同時刻なのは、どこなのかを、計算しようとしている」

若菜「{x}-軸とは、一致しないと、仰ってましたね」

私「もう、十分説明してあるから、答えを書こう。例えば、東大宮に向かってて、12時2分0秒に、進行方向に、ペンライトを振って、合図を送ったとする。そして、その合図の光が、進行方向に進んで、同じ速さで動く電車の運転席のガラスに当たって、跳ね返ってきて、麻友さんの目に、12時2分0秒から2マイクロセカンド({0.000002 \mathrm{s}=2 \times 10^{-6} \mathrm{s}} ) 経ったとき、戻ってきて、麻友さんに、ペンライトを振る自分が、ガラスに映って見えたとする。そうすると、光の速さ(要するに、あらゆる信号の伝わる速さ)が、一定なのだから(というか、私達が、時間の流れと思っているものに、すべてゆだねているのだから)、その、ペンライトを振った12時2分0秒から、振っている自分が見えた時間12時2分0秒と2マイクロセカンドの、真ん真ん中、12時2分0秒と1マイクロセカンドに、電車の運転席のガラスに当たったはずだと、麻友さんは、思うだろう。思うというより、麻友さんと同じ速さで、一緒に動いている、どんな精度の良いセンサーを使っても、そういう観測結果しか、得られないのだから、麻友さんは、疑うはずもない。そうだよね」

麻友「うっ、この絵は、そういう計算を、しようというものなの? 斜め45度右上へ上がる、{t-(-1)=1 \cdot (x-(-v_1))} と書いてある直線と、斜め45度左へ上がる、{t-1=-1 (x-v_1)} という直線は、ペンライトの合図の光が、伝わって行って戻ってくる光のパスなのね」

若菜「お母さん、専門用語を、絶妙のタイミングで」

結弦「お父さん、この絵だけで、僕たちまだまだ、分からないこと、あるよ」

麻友「いや、結弦。ちょっと、太郎さんを、突っ走らせた方がいい。いつまでも1枚目の説明させてたら、らちが明かないわ」

私「ちょっと、今日は、飛ばしたところもあった。22時00分になったから、ここまでで、投稿して、URLをツイートして、寝るよ」

麻友「やっぱり、アインシュタインが、考えただけあって、歯ごたえがあるわね」

結弦「今年、中学2年生になるけど、お父さんのように、『特殊相対論とは何か』なんて、書けるようになるかなあ」

若菜「『相対論への招待(その19)』まで進められなかったのは、色々ためらっていたのですね」

私「とにかく、3月26日まで、頑張るよ。おやすみ」

若菜・結弦「おやすみなさーい」

麻友「おやすみ」

 現在2020年3月1日22時06分である。おしまい。