時間はどのように相対的であることができますか？

直感と知覚（または、）の欠如は、「特別/一般相対性理論の意味を理解しようとしているときに大きな問題になる可能性があります。私たちの直感を刺激する日常生活ではかなり遅いことを理解する必要があります。ほとんどの人はより速く動きません$ 900 km / h $または$ 250 m / s $。そして、それは「ほとんどの人にとって、高速ジェットで移動するのは贅沢です。

光の速度は驚異的な$ 299 792 458 m / s $です。これは、現在のどの速度よりも100万倍高速です。私たちのステージはかなり小さいので、時間は私たちの観点からは比較的絶対的（パンを意図した）に見えるので、あるポイントから別のポイントに光が伝播するのにかかる時間は非常に短いので、「時間が実際に不変であるという意味ではありません。」 p>

興味深い点は、マイケルソン&モーリーが驚くべき干渉計に取り組んでいる間、地球の速度を「魔法のエーテル」との関係で測定していたことです。ヘンドリック・アントゥーン・ローレンツの名前は、物の性質、特に電子の性質について興味深い発見をしました。干渉計の運動方向の部分は、移動するにつれて収縮し、相対的な運動や干渉が検出されるのを防ぎました。2つの光方向の長さの収縮のため、信号は常に同時に来ました

⇒ミシェルソンはこれを受け入れることができませんでした。それは彼の人生の仕事に反しました。ローレンツは問題の説明として数学的基礎を作りましたが、結果を分析することはほとんどしませんでした。アインシュタインは、今回はの性質を含む異なる思考の流れに従うことによって同じ方程式に到達しました。ガリレイ-ニュートンの相対性理論（彼を悩ませた）、光の問題、そして時空を通る伝播が速度制限によって制限されていることを示していたすべての証拠。$ 299792458 m / s $。

つまり、アインシュタインは「骨」の性質が彼を投げていました。光の速度は ALL の観測者にとって一定です。彼らが「座っているかどうかに関係なく、落下、走る、飛ぶ、眠る。光信号は常に$ c $である。あなたが他の人と比べてどれほど速く動いても。

それが本当なら、何か他のものが曲がらなければなりません。空間と時間は私たちの存在の性質に適応するために絡み合い、光が$で移動できるようにします。すべての観測者のためのc $。これらの単純な仮定から、参照の中間フレームを区別できないことを含めて、同時性と絶対時間の死がもたらされます。

単純な証明には、正確に通過する移動する光時計が含まれます。彼の上下の旅の時間$ t $誰かと一緒に動き始めると、2番目の観測者-地上のあなたはその経路があなたに比べて伸びていることに気付くでしょう。したがって、上下にかかる時間は$ t_1 $。その間ずっと、移動するプラットフォーム上の男性は、光が一緒に移動しているため、光が上下に完全に同期しているのを確認します。したがって、彼にとって、あなたは時間的に減速する人です（$ t_1 $ 。

それは特殊相対性理論ですが、実際にゆっくりとした減衰や相対論的効果を経験するのは加速している人です。つまり、時間は光速の一定性を保護するために相対的です。 。

お役に立てば幸いです。そして時間をかけてください。これは何度も証明されており、今日の多くの科学的研究は時間膨張の相対論的効果に依存しています。

補遺：

まさにこれの影響です。崩壊は時間の経過である。生物学的プロセスは同じですが、彼が本当に速く動いている場合（そして均一に言うと）、他のすべての観測者にとって、搭乗している男性の時間は遅くなります（光時計の思考実験、衛星同期と平面/原子時計の実験で証明されています）また、他のすべての観測者にとって、船は収縮します。乗船している人にとって、彼は何も感じません。時間の経過は同じで、船の寸法は同じです。相対性を保護するために、彼は は、他の人が時間の経過とともに遅くなり、収縮していることを確認します。しかし、彼は加速した人なので、時間の拡張を経験している。

したがって、時間の拡張は、他の静止した観測者と比較して、搭乗している男性の時間経過が遅いことを意味します。 、時間は「うまく」実行されますが、彼が戻ってきたとき、相対論的効果は有名な$ \ gamma ^ {-1} = \ sqrt {1-（v / c）^ 2} $に基づいてその役割を果たしています。これはこれはまだ直接証明されていないが、飛行機や原子時計による様々な実験や、重力差のためにしばらくして衛星を同期させる必要があることからも推測されている。どうして？時間は遅くなり、減衰は時間に依存し、減衰は遅くなります。

最後の最も重要なポイントは、すべての人が同じように時間が経過することです（変化を感じることはできません。しかし、時間の経過の違いを検出できるのは相対性理論です（他の人と比較して）。ウサギのように感じることがわからないのと同じように、比較を行うチャンスです。率直ですが正確な比較です。他の宇宙と比較できないため、別の種類の存在を想像できないのと同じです（私たちはその中に行ったことがありません）。それが相対性理論の要点です。私たちが知っていることはすべて相対的です。それが私たちが知っている「方法」です。

しかし、人間の心の美しさとすべての科学の勝利は、私たちがこれ、私たち自身の限界、私たちの考え方を考えることができるという事実にあります。そうすることで、それらを克服したり、最大限に活用したりする方法を見つけます。

コメント

• これは素晴らしく、非常に役立ちます。もう1つ質問があります。何年もの研究を500文字に収めるようにお願いしていると思いますが、旅人の衰退を遅らせるのはなぜですか？それが私のハングアップが今あるところです。それは私が決して理解できないことを受け入れるべきものの1つにすぎませんか、それとも簡単な答えがありますか？
• ‘試みで補遺を書きました説明するために、それが役立つことを願っています。
• 問題ありません、物理学を楽しんでください！
• 光速は299792458m / sでしたが、アインシュタインは数十年後に現れたのでわかりません。 。
• これらは現代の事実です。アインシュタインの時代には、1秒あたり約$ 186350 $マイルで測定され、今日の’の正確な測定値を少し上回っています。今日、’のMichelsonMorley実験の反復により、100万倍正確な結果が得られます。アインシュタインにとって重要だったのは、すべての証拠が光の恒常性を示しているという事実です。特定の値は重要ではありません’議論のために、速度を光速のパーセンテージとして表すことができますが、それでも機能します。しかし、はい、’は歴史的に完全に正確ではありません。それを書き出すには、本が必要です。

あなたは「時間の理解」は完全に大丈夫です。あなたが欠けているのは空間と時間の関係です。あなた（オブザーバー）の場合そこに座って（飛んで）、時計だけを見ていると、時間の遅れに気付くことはありません。

空間のさまざまな場所にさまざまな観察者がいると、相対論的な効果が現れます。動き回ったり、観察したり、送信したりします。そして、このオブザーバーが彼らの観察の首尾一貫した絵を作ろうとすると、彼らは彼の局所的な「時間の理解」を空間全体の「時間の理解」に拡張することはできないという結論に達します。

実際には、空間と時間は非常に強く織り交ぜられていることが判明したため、通常は時空という用語を使用することを好みます。

それで、これが取引です。「時間は相対的」とは、多くの異なる人々にとって多くの異なることを意味します。確実な前進を遂げるために、アインシュタインと会社は基本的に彼らが何を言おうとしているのかを明確にする必要がありました。

彼らが言おうとしていたことは次のようになります：「電車があなたのそばを通り過ぎるのを見ると、あなたは」近づいてくると「速い動き」、遠ざかる距離にあると少し「遅い動き」。これは当然のことです。電車がホーンを吹くのを聞くと、より高く聞こえます。 -近づくにつれてピッチが下がり、離れるにつれてピッチが低くなります。ただし、この「ドップラー効果」を正常に修正すると、列車の速度が光の速度に近づくにつれて、実際に em>、あなたの座標では、tr ainとその内部で発生することは、均一に「スローモーション」で発生し、係数$ 1 / \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} $だけ減速するように見えます。 “

できる限り想像してみてください、この効果は観察するのが少し難しいです！これは、列車がこの巨大な速度に加速したときに発生した多くの小さな効果を「合計」することから実際に生じます。

最も明白な小さな効果は、$ x $方向に加速すると変化することです。速度が少しだけ$ \ delta v $になると、空間座標の感覚が$ x \ rightarrow x “= x –t〜 \ delta v $に変わります。つまり、以前は一定の「5 （x方向に）「フィート離れている」は「5フィート離れている」から始まりますが、しばらくすると「4フィート離れている」、「3フィート離れている」、「2フィート離れている」のようになります。これは非常に明白で、ガリレオとニュートンに知られていました。

しかし、時間についても微妙な影響があります。 2つの壁に時計があり、1つは$ x = + 5 $フィート離れており、もう1つは$ x = -5 $フィート離れているとします。この効果は、それらが少し同期しなくなることを示しています。$ t \ rightarrow t “= t –x〜 \ delta v / c ^ 2 $。$ c ^ 2 $は膨大な数です。これにより、歴史的にこの加速特性は完全に無視できるようになりました。しかし、計算しなければならない高速粒子ではなく、最近では無視できません。

今、あなたは壊れなければならないことがわかりました。加速しているときに少しの時間間隔で何が起こっているかは別として、この小さな変化を何度も何度も足し合わせると、電車の中で起こっていることは、外の人に比べてゆっくりと動いているように見えるということです。電車だけでなく、電車の外で起こっていることは、「電車の中で起こっていること」に比べてゆっくりとした動きをしているように見えます。それは、時間がこの小さな「リモートイベントの同時性について意見が分かれ始めている」という特性があるためです。最終的には、「物事の大きさや時計の刻々と過ぎている速さについて意見が分かれ始めます」という大きな不一致が生じます。そして、それについての大きな部分は、あなたは両方とも正しいです。あなたは両方とも、世界を完全に説明する完全に有効な座標を持っています。

実際、アインシュタインの多くの同時代人は、新しい「電気力学」科学はアインシュタインの前は、ローレンツという男が原因でこれらの問題について人々は知っていましたが、彼の仕事をあまり真剣に受け止めない傾向がありました。アインシュタインの1905年の論文は、事実上、「彼を真剣に受け止めなければならない」と述べています。

今、私たちが理解できる理由の1つは、数学が完全に自己矛盾がないことを知っていることです。イベントの順序と、光速よりも速く移動する方法を見つけない限り、これらの奇妙な「非同期時計」効果を使用してタイムトラベルすることはできません。誰もできないと考えるもう1つの理由があります。 光の速度よりも速く移動します。これは、これらの非同期時計に関する重要な事実と関係があります。これらは、空間座標の変化と協調して、加速を停止した後も、光がまだあると思うようにします。新しい$（x “、t”）$座標でも、すべての方向を一定の速度$ c $で移動します。これは、誰かに光のビームを競争させるように挑戦すると、彼らは速度$ c / 2 $で動き始めることを意味します。あなたと比較して、光はそれらの座標でそれらから$ c / 2 $離れて移動しているのではなく、それらから$ c $の速度で移動しています。 「ここでは、誰も光を追い越すことはできないことを保証する本当のゼノンのパラドックスです。

大したことではないことが判明した最も明白なパラドックスは、「電車の中で人々がゆっくりと動いていると思うなら」モーション、そして彼らは私をスローモーションで見ています。「私はそのうちの1人に電話をかけることはできません。電話で誰が速く、誰が遅いかを確認します。 em>?。そしてその答えは、そうです、もし電話が情報を瞬時に送信できれば、自然はこれらの人々の一人を正しいものとして、そして一人を間違ったものとして確立しなければならないでしょう。しかし、もちろん、実際の電話は光速よりも速くエネルギーを伝達することもできません。これにより、両方が完全に正しく、どちらでもないことを確認する必要があるという正確なあいまいさが生じます。

つまり、「時間は相対的」という意味です。通りにいる誰かが、ドップラー効果を補正した後も、電車の中で人が動いていると思っています。」電車の中での人はもちろん自分自身をよく見ていますが、ドップラー効果を補正した後、地上の人は「スローモーションで」動いているので、地上の人よりもゆっくりと老化すると考えます。電車に乗っている人。どちらのグループも有効な座標を持っているので、どちらかを選択することはできません。「電車を止めて出て、年齢を確認する」など、実際にテストしているように見える実験を見つけたら、それらの座標を調整します。シフトは常にすべてのバランスを取り、逆説がないようにします。通常は加速している人は「間違っている」ので、電車に飛び乗るスピードを上げると、電車に乗っている人が私たちより年上に見えるまで速い動きをしているのが見えます。正しい”;しかし、列車が遅くなって地上の人々の年齢を確認すると、列車の上の人々よりも年上に見えるまで、すべての人が動きを速くしているので、「地面は正しかった」。どちらも完全に正しいわけではありませんが、同期しているように見えたリモートクロックが突然少し同期しなくなり、一般的なクロックの速度について体系的な意見の不一致が生じるという一貫した計算があります。

DomagojPandžaの優れた回答にいくつかの単語を追加したい。彼は次のように述べています。

“….直感と知覚（またはその欠如）は、あなたが試みているときに大きな問題になる可能性があります。特別/一般相対性理論の意味を理解するために…. “

Domagojの答えは素晴らしいと思いますが、私はこの声明に少し同意しません。実際、時間に関する私たちの直感のほとんどすべてが特殊相対性理論を生き延びています。それは私にとって最も注目に値することです。相対性理論が私たちに教えているのは、私たちの日常の物理的直感からの有効な外挿が複数あるということです。はそれらと一致しています。私たちの直感は健全です。それからの外挿の最初の推測、つまり慣性系間の相対速度のベクトル加算を伴うガリレイ不変性は正しくありません。これは、ガリレオの相対性原理から得られるユニークな相対性理論です。慣性フレーム内からの実験では、フレーム内の観測だけからフレームの動きを検出することはできません。 if すべてのオブザーバーが時空間の任意の2つのイベント間の同じ時間間隔を測定すると仮定します。しかし、オッカムの剃刀は失敗することがあります。次の最も単純な代替案に移り、絶対時間の仮定を緩和すると、実際には、ガリレオとコペルニクスの基本原則とすべて一致する他の可能な相対性があります。これらはローレンツ変換とパラメータ$ c $は、この相対性のファミリーのどれが私たちの宇宙に適用されるかを単純に決定します。

しかし、相対時間：確かにそれは私たちのすべての直感に反しますか？

DomagojPandžaが議論する相対時間は、同時性が相対的であり、異なるオブザーバーが2つのイベント間で異なる時間を測定することを示していますが、それでも、これらの相対性を定義するローレンツ変換は非常に特別な変換。ほとんどの場合、重要な直感的な純粋に物理的なプロパティはまったく変更されません。まったく変更されません。これらの基本的な直感は何ですか。私にとって、それらは（1）相互に関連する私たちの周りの自然なプロセスのリズムと速度、および（2）因果関係：つまり私たちの周りで目撃する原因物質の影響は常に来るようです私たちの宇宙におけるそれらの原因の後。

特殊相対性理論は、時間の数値が相対的であっても、これらのことを変更しません。それがローレンツ変換の特別な点です。

したがって、太陽系が光速に近い速度で他の天体と比較した速度で宇宙を移動している場合、これは私たちの周りで起こる物理的プロセスの相対的な進行速度には影響しません。私たちの体はサーカディアンリズムを経験し、物事は私たちの体に起こります-私たちは子供から成長し、思春期に入り、大人に成長し、容赦なく老いて死にます：季節などの重要な自然の出来事がそうであるように、私たちの太陽の見かけの日中の動きと特定の反復可能な関係を持っている速度で。したがって、私たちと私たちの周りの物理的プロセスとの間の時間関係はすべて同じです。ですから、私たちがまだ私たちに相対的であるか、非常にゆっくりと動いている世界の物事を参照するとき、時間は私たちに普通に経過するように「感じ」ます。これは基本的にガリレオの原理です。私たちが天体から遠く離れていると、生物の老化、変成粒子の崩壊などの物理的プロセスが観察されますが、この「正常性」はすべて優勢です。彼らに比べて相対時間が遅いため、彼らの局所的な物理的プロセス。そして、高度な望遠鏡を構築する場合、私たちは実際に彼らの物理的プロセスが私たちに比べてゆっくりと動くのを観察します！

これは奇妙に聞こえますが、ここにクリンチャーがあります。ローレンツ変換は$ c $より速く因果関係が伝播できないようなものであるため、ローカルフレームで何が起こっているかについてのメモを即座に比較することはできません。 2つのフレーム間のシグナルの遅延により、各フレームが相互に時間的に遅くなることから生じる矛盾が防止されます。これは、ローレンツ変換がガリレオの原理を超えて何かを与えるためです。なぜなら、私たちがお互いのフレームを観察する順序についてさえ、遠く離れた比較的動いている観察者に同意しないからです。発生した場合、因果関係のあるイベントの順序について異議を唱えることはありません。原因は、私たちに対してどのように動いても、私たちが観察する 慣性系の影響の後に決して来ません。私たちの因果関係の物理的直観は、特別で一般相対性理論によって美しく尊重されています。時空の物理的出来事間の因果関係のウェブのトポロジーはまったく変更されていない。すべての中で最も基本的な直感である因果関係は存続します。

要約すると、時間の物理的概念：体の変化の速さ、昼と夜、季節は変化せず、観察できる因果関係相対性理論によって変更されません。これらのプロセスの速度に数値を割り当て始めたとき、わずかな違いしか見られず、最高の技術だけが私たちに与えることができる時計でそれらを測定します。それにもかかわらず、すべての因果関係は当てはまります。どんなに深刻な特別な相対論的効果が生じても。

●これらすべてのことについて、私の論文で詳しく述べています。まもなく公開されることを願っています。EuropeanJournalofPhysicsに投稿しました。そのプレプリントはここにあります：

Rod Vance、「グループ、ガリレオ、そして光速について特別なこと」

最近ののPhysics SEの質問に対する回答にも要約があります。「すべての動きが相対的である場合、光の速度はどのように有限ですか？」

相対論的効果は実際のものであり、実験的に確認されています。宇宙は実際には、正確に似ている一般的な相対性に従います。重力場がない場合の特別な相対性は、地球の重力場に非常によく似ています。特殊相対性理論によれば、すべてのオブジェクトの内部クロックは1 / sqrt（v ^ 2-c ^ 2）の係数で減速し、長さは1 / sqrt（1-v ^ 2 / c ^ 2）の係数で縮小します。 ）動きの方向に。実際、特殊相対性理論は、絶対運動を検出する方法がないことも予測しています。私の答えここは、時間の遅れにもかかわらず、それがどのようになり得るかを示しています。一般相対性理論では、静止時計は「高いほど速く刻み、高さによるln（時間の遅れ）の変化率はg / c ^ 2です。ここで、gは重力場の強さです。

あなたがそれについて考えるならば、私たちが知っている時間は実際には存在/流れではありません-私たちが考えるのは私たちの周りの世界の私たちの精神的な現れです時間。たとえば、私たちが見ているものは、実際にはそこにありません。オブジェクトは私たちに光波を送り（オブジェクトが実際に何であるかについてはごく一部である可能性があります）、私たちの目は光波をデコードする必要があり、私たちの脳は私たちの目からの神経信号をデコードする必要があります。したがって、宇宙を理解しようとすると、さまざまなレベルのフィルタリングが実行されます。

我そのフィルタリングにより、時間の経過を理解することが困難になります。時間は実際には経過しません。時間は実際には存在せず、絶対に流れたり通過したりしません。時間とは、他の粒子に対する粒子の変化だけです。私たちの脳は、通過することによって変化する環境を理解します。時間は物事を変化させますが、実際には物事が他のものと比較して変化する速度は、私たちの脳に時間を意識させています。

そのために、私たちは粒子について考える必要があります-たくさんあるとき粒子は限られたスペースで互いに接近します。粒子はどこにも移動できず、他の力によって粒子の形状が他の場合よりも速く変化するのを妨げるため、速度が低下します。したがって、質量の重いオブジェクトは、粒子がオブジェクトの外部の粒子に比べて速く変化しないため、他のオブジェクトに比べてゆっくりと移動します。これは本質的にアインシュタインが言っていたことです。質量の大きいオブジェクトは、質量の小さいオブジェクトよりもゆっくりと移動します。アインシュタインはまた、あるしきい値で、粒子の形状を変化させるために費やされたエネルギーも、粒子を移動させるエネルギーに変換できることを理解しました（E = MC ² ）。したがって、移動する粒子は、より多くのエネルギーを消費します。停止状態にある同じ質量の別の粒子も時間の経過とともに速く移動します。したがって、2つのオブジェクト間で質量が等しい場合、一方のオブジェクトの方が速く移動すると、もう一方のオブジェクトへの移動も速くなります。

コメント

• これは、ほとんどの場合（自己矛盾）、有名な公式の無意味で完全な誤解です。
• 自己矛盾がどのようになっているかわかりません
• あなたが主張する人にとって、”時間はありません’存在しない”および”時間は、他の粒子に対する粒子の変化です”さまざまな時点で（何かが存在しないが、同時に何かになることはできません）。
• ある意味では、’正解です。同時性は相対的であるため、時間は現実的ではありません。巨視的レベルでの時間の矢は実在である。時間の意味を理解するために存在したかどうかに関係なく、後戻りする可能性が非常に低いイベントを常に観察しています。
• 同意します：”時間は-他のパーティクルと比較したパーティクルの変化です”。時間とは単に事象が起こる相対的な割合に過ぎない。存在しない。岩が丘を転がり落ちていることを想像してみてください。我々の意識的な経験を構成する神経事象の割合は一貫して現れ、時間の錯覚を与えるので、時間は存在すると思います。なぜ誰もこれを理解していないように見えるのだろうか、それは明らかなようです。それは、人々が原因と結果によっても支配されている分子イベントに還元できると見なしていないためだと思います。 Didger ‘ t最後の段落を得る