特殊相対性理論

物理

相対性理論(Relational Theory)とは

独物理学者アルバート・アインシュタインによって生み出された 古典(=量子論に非対応)物理論のこと。

それまでのニュートン力学では時間は絶対の尺度であり、遠隔作用は 瞬間的に働くものだと思われていた。

それに対して、光速が普遍の尺度であり、時間系もその観測者の系によって異なる=相対的であることを提唱したのである。

彼はこの理論によって物理学における時間と空間、さらに質量とエネルギーを統合した。

未知の可能性

ところでE=mc^2という式をご存知だろうか。Eはエネルギー、mは質量、cは真空中の光速を表しその値は299,792,458m/sである。

この式の意味するところは物質には莫大なエネルギーがこめられているということである。もし角砂糖1個をすべてエネルギーに変換できたとすればロケットを飛ばすのに十分である。

つまりプログラミングとはなんの関係もない。以上

関係ないと書いたけど

実は関係あったりする。たとえばGPS。衛星を使って測位することができるシステムである。この衛星は静止衛星なのでわれわれからは止まっているようにみえるが、もんのすごい速さで地球を回っている。あまりにも速すぎて俺たちよりも時間の流れが遅くなっている。まじでリアル浦島太郎。その時間誤差(10^-4s/day)を考えないと10数kmもズレてしまう。

なので皆さんももんのすごい速さの物体を扱う時は気をつけなってことです。

出典:VIP

Q.光の速さでケツからうんこ出したらどうなるの?

A.リアルな話すると多分お前の住んでる大阪が消し飛ぶ 光速でウンコほどの質量(約200〜300グラム)の物体が動いたら想像を絶する衝撃波が発生する ましてそれが地表と激突したら地球がヤバイ お前のウンコで地球がヤバイ そしてお前の尻も確実に燃えつきる

「特殊」の意味

特別な条件が適用されているということ。 特殊相対性理論では物体の加速度運動が考慮されていない。 つまり等速度運動だけを扱っている。 この条件がなくても通用するよう拡張されたのが一般相対性理論 である。

…よって上記のGPSの例は特殊相対性理論で扱える範囲ではないのだが、 「時間の進み方が遅れる」とか「E=mc^2」とかがこの理論の有名どころ でわかりやすいろうし、ぶっちゃけこのWikiでそこまでこだわりたくねぇ。

E=mc^2

あまりにも有名な式である。 ところで、Eはエネルギー、mは静止質量、cは光速である。

静止質量、というところに注目してほしい。 物質は速度が上がるほど質量が増える。 といっても、スピードを上げるほどにその物質がぶくぶく 太っていくとか、そういうことではない。 そういうもんだと思って欲しい。

運動時の質量をm'、運動している速度vの光速に対する割合をpとすると、

p = v / c
m' = m / sqrt(1 - p^2)

である。

vが我々にとって常識的な速度であれば v << cなので pはほぼゼロである。つまりm'はほぼm、質量の増加 などは感じられない。

さて、これを考慮してE=mc^2を書き直すと、

E = m'c^2

すなわち、

E = mc^2 / sqrt(1 - p^2)

である。

ここで、v = cの場合を考える。我々人類の悲願、光の速さへの到達である。

v = c なので p = v / c は p = 1だ。

するとsqrt(1 - p^2)はゼロである。

E = mc^2 / 0

どうみてもゼロ除算です。本当にありが(ry

お決まりはさておき、定義から行けばゼロによる除算の商は 無限大である。m > 0だから正の無限大だ。

つまり、結論として、 静止質量 > 0の物質を光速まで加速するには無限大のエネルギーが必要である えーと、つまり不可能です。

リンク

参考