今夜は皆既月食でしたね、天草も晴れていたので月食がよく見えました。
lunaeclipse01


月食に関連して、また宇宙に関する事を書きます。
もちろん、専門家ではないので内容は私が勝手にネットで調べたり聞いた話を解釈したものとなっています。

前回、宇宙の広さについて書いたんですがその際、光の速度についてちょっと書きました。
今回はこの光に関係する記事です。

さて、タイトルにあるとおり絶対に変化しないもの、それは真空中の光の速度です。
「ふーん、およそ秒速30万kmならばその速度だから変わらないじゃん」と思う人もいるかもしれませんが、
そういう事ではないのです。

例えば新幹線に乗っている人を考えてみてください。

時速300kmで新幹線が移動していたとします。
新幹線が通るのを傍から立ち止まってみていた人からしたら新幹線に乗っている人は
新幹線の進行方向に時速300kmで移動しているように見えますね。
逆に、新幹線に乗っている人から見ると外で立っている人は
時速300kmで移動しているように見えます。

では、新幹線の線路と平行に並んだ在来線があったとします。
この在来線で特急電車が仮に時速120kmで移動していた場合を考えてください。
その時、新幹線が後ろから時速300kmで追いかけてきて特急電車を追い抜きました。
さて、特急電車に乗っている人から追い抜いて行った新幹線は時速何kmで
追い抜いて行ったように見えるでしょうか?

小学校の算数の問題に出てきそうですね。
300 - 120 = 180
となって、新幹線は、特急電車の中の人にとっては時速180km
追い抜いて行ったように見えるはずです。
逆に、前から時速300kmで向かってくる新幹線とすれ違う場合は
120 + 300 = 420
となり、すれ違う新幹線の速度は時速420kmに見えるはずですね?

まぁ、だいたいこれらは想像がつきます。
日常でも車なんかで追い越されたり追い越したりした場合も考えは同じですね。

しかし、光の場合はどうでしょうか?
光の速度はおよそ秒速30万kmと、とてつもない速度です。
ありえませんが、例えば秒速20万kmで移動できる宇宙船があったとします。
この宇宙船が秒速20万kmで移動している時、その宇宙船を後ろから来た光が追い抜く時、
宇宙船から乗っている人がみると、その光はどれくらいの速度で
追い抜いて行ったように見えるでしょうか?
速すぎて見えませんと言うのはごもっともですが、ナシですよw

30万 - 20万 = 10万
となって、光は秒速10万kmで宇宙船を追い抜いていったように見えません。
え?じゃあ宇宙船の中の人は光はどれくらいの速度に見えるのでしょうか?
宇宙船の中の人も光は秒速30万kmで通り過ぎていくように見えます。

は? じゃあ外から宇宙船と光の競争を見ていた人から見ると光の速度は
秒速50万kmで見えてるの?
いいえ、秒速30万kmです。
そもそも光速以上の速度は存在しません。

???

日常的にはちょっと考えられない現象ですよね?
通常はこのような現象が常に起こっていても感知できないほど小規模なので
気付かないだけのようです。
一般的な乗り物で一番速い飛行機(旅客機)でも秒速1kmにすら遠く及びませんからね。
(秒速1kmは時速3600kmですが、旅客機は時速900kmほどです)

このように、真空中の光の速度はどのような場合でも変化する事がありません。
これを光速度不変の原理とか言うらしいです。
実験でも確認されているとの事ですが、興味があるならばマイケルソン・モーリーとかで
ググってみるといいかもしれません。

さて、光の速度が絶対に変わらないとなると色々と不都合が起きますね。
次回はその不都合についてちょっと書いてみたいと思います。
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