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(まだ見てない人向けの)インターステラーに見る人類の未来(2)

21 4月 , 2015  

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こんにちは!あききよです!僕はPCで作業をする際はこのYOUTUBEがエンドレスリピートできるサイトでひたすら1曲だけを流し続けるのですが、最近聞く曲がなくなってきて何かオススメがあれば教えて欲しいです!

 

(まだ見てない人向けの)インターステラーに見る人類の未来(1)

 

前回の記事ではインターステラーの世界を見てきて、この記事の中では

【アインシュタインの相対性理論】【ブラックホールの原理】をわかりやすく解説する

と豪語していましたね。

 

ぶっちゃけ前の記事内で「説明しまーす!」と書いた時は僕はこの2つをよく理解できていませんでした。できないことを「いつまでにやります!」と言い、言ったからにはできるようにする。そして、なんとか頑張ってやる。僕はこんな毎日を送っています。

 

前の記事でも書きましたが、【アインシュタインの相対性理論】【ブラックホールの原理】、この2つを知らずにインターステラーを観るのはコナンくんは元高校生で黒ずくめの組織に薬で小さくされていることを知らずに、コナンくんの映画を観に行くようなものなのです。確かに面白かったけどあの妙に頭回る小学生のことはよくわかんなかったわばーろー。こんな感じになります。

 

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そして、

 

この記事はかなり長く難解なのでサラッと読めません。トイレの合間にサラッと読むとかは多分無理

 

だと思います。。トイレの合間にサラッと読んだ人がいたらコメントください。

 

さて、説明が大変なのでさっそく解説に入って行くと、まずは

 

アインシュタインの相対性理論

 

皆さん、アインシュタインと相対性理論はご存じですか?この2つのワードを聞いたことない人は多分いないと思います。しかし、この2つのワードに詳しい人もそうないと思います。アインシュタインはドイツの物理学者です。彼は人類史の歴史に永劫残るであろう天才ですね。

 

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アインシュタインwikipedhia

 

僕はアインシュタインが結構好き、というかアインシュタインの言葉が結構好きです。

 

「6歳児に説明できなければ、理解できていないということだ」
-アインシュタイン-

 

「一見して馬鹿げていないアイデアは、見込みが無い。」

 

-アインシュタイン- 

 

「何かを学ぶためには、自分で体験する以上にいい方法はない。」
-アインシュタイン-

 

どれも超シンプルですね。アインシュタインの言葉はどれもシンプルなので好きです。難しいことを難しく言うのは良くないと思います。ONESELFチーム内の学生チームであるONESELFCLUB内にはいずれ色んな「講座」ができますが、その「講座」のキャッチは「すべての講座を6歳児にも満足できるようにつくれ」です。

 

これから説明するアインシュタインが発見した「相対性理論」はこのサイトの説明をベースに更に簡潔に説明します。(http://freett.com/kiguro/z-kagaku-sotaisei/z-kagaku-sotaisei.html

 

この相対性理論説明サイトの説明はかなりわかりやすいです。けど、ちょっと長いです。このサイトの説明もかなり無駄を省いてるのですが、更に省きに省いて説明します。これからの説明は全て、相対性理論の外枠を理解して、インターステラーを楽しく見れるようになるためです。過不足修正点がありましたらご指摘ください。

 

 

 

<インターステラーを見る前の相対性理論の解説>

 

ここで説明する相対性理論はインターステラーをより楽しむための説明です。相対性理論は中学生くらいの数学知識があれば理解できます。登場するのはAさんBさんです。

 

相対性理論は結果から言うと、

 

①時間の流れは絶対的に共通ではなく、人やモノはそれぞれ固有に流れる時間の流れを持っている

②質量があるものの周りでは空間が歪む

 

ということです。これはどういうことでしょうか?

 

ガリレオが提唱した、「相対性原理」というものがあります。「ものが止まっているか動いているかは判断することができない。」ということです。

 

例えば、AさんBさんに向かって時速15kmで近づいたとしましょう。

 

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この時、BさんAさんが時速15kmで近づいてくるように見えます。しかし、この状況だとAさんBさんが時速15kmで近づいてくるように見えるのです。つまり、ものが動くというのは他のものと比較した、相対的な速度しかわからなくて、AさんBさんどちらが動いているかわからないのです。

 

これが最もわかりやすいのが地球の自転です。地球は自分は回転しながら、すごいスピードで公転軌道上を動いています。しかし、あなたは地球が動いていることはわかりません。全ての人やもの地球と一緒に動いているので、全ての人やもの地球比較した時の速度が0となり、地球は動いていないように感じるのです。私たちが地球の動きを唯一(多分)観測できるのが天体です。天体は地球と一緒に動いていないので、天体を見ると「地球は動いている」という事実を確認できますね。しかし、これも「動いているのは天体ではなく地球」という前提があるから私たちは「地球は動いている」わかるのです。昔の人は「天体が動いている」のか「地球が動いている」のかわかりませんでした。

 

これが「ものが止まっているか動いているかは判断することができない。」という相対性原理です。インターステラーの作中で回転する宇宙ステーションに自分の宇宙船を同じ回転数に合わせてドッキングするシーンがあります。このシーンでは見事に相対性原理を視覚的に体感することができます。「あ、これだ!」って思うはずです。ぜひ注意深く見てみてください(笑)

 

余談ですが、ガリレオの【相対性原理】はWEBサービスONESELFのアルゴリズムにも導入される予定です。(というか、似てる原理が)

 

そして、この次に大切になるのが

 

「光速度不変の原理」

 

です。これは「どんな速さで動く人やものから見ても光の光速は変わらない」ということです。

 

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これは先ほどの相対性原理から行くと、Aさんが時速(15+c)kmで近づいてくるように見えて、Bさんが時速(c)kmで近づいてくるように見えるはずである。ということです。しかし、光だけは例外であり、なんとAさんBさん共に、は時速(c)kmで近づいてくるように見えるのです。

 

光は動いている人にとっても止まってる人にとっても同じ速さなのです

 

これが「アインシュタイン」の見つけた「光速度不変の原理」であり、「光」は「ガリレオ」の発表した「相対性原理」に当てはまらないものです。この「光」が例外の時、世界に何が起こるかを考えたのが「相対性理論」です。

 

この時、人やモノは「自分以外の人やモノと比べて相対的に」未来に行くことができます

 

この「自分以外の人やモノと比べて相対的に」というのがミソです。決して自分がワープして未来に行く訳ではないのです。自分の保有する時間を他の人やモノと比べて相対的に遅くすることで、結果的に自分以外のモノや人の時間流れが自分より早くなり、未来に行けるのです。

 

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これは、「光速度不変の原理」を元に見た図です。この時、「Aさんの1秒」と「Bさんの1秒」の長さは違うのです。Aさんが移動している時はAさんの時間はBさんと比べて伸びているのです。

 

しかし、AさんBさんにとってもお互いに自分自身は時間の1秒は1秒であり時間の伸びを実感することはできません。これは相対性原理を思い出してみてください。ものが止まっているか動いているかは比較物がないと、自分自身では判断することができないのです。他者との比較の中で初めてわかるですね。

 

先ほどの図だとイメージしにくいかもしれないので、より差を顕著にした図で見てみましょう。

 

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この時、「Aさんの1秒」は「Bさんの1秒」の100倍です。この時、何が起こるでしょうか?

 

AさんBさんを見たとき、Bさんの動きは超速スピード再生されているように見えます。「Aさんの1秒が経過する間に、Bさんの1秒は100回繰り返されるから」です。同様にBさんAさんを見たとき、Aさんの動きは超スロー再生されているように見えます。これは「Bさんの1秒が経過する間にAさんの1秒は100分の1、0.01秒しか経っていないから」です。

 

これが実際に宇宙に行くと起きる、時間の伸縮によるタイムマシン効果の原理です。宇宙船は光にも匹敵する速さで進んでいるので、宇宙船の搭乗者の時間が地球にいる人より伸びるのですね。特殊相対性理論と呼ばれるものです。インターステラーの会話に「時間は伸び縮みするものだけど、決して過去に戻ることはない」という会話がでてきます。これは今説明したように、時間はそれぞれモノや人で進むスピードが変わることはあるけど、時間がある一点から逆戻りすることはありえないということですね。スピードは変化しても時間は常に、時間軸の正方向に常に進んでいるのですね。

 

 

【アインシュタインの相対性理論】の説明、これにて終わり!

(正確には、次の【ブラックホールの原理】も一般相対性理論と呼ばれる相対性理論についてです)

 

<インターステラーを見る前のブラックホールの原理解説>

 

続いてはブラックホールの原理についての解説です。この記事は全てインターステラーを見る前の人に向けてインターステラーがより面白く観れるようになるように書いています。先ほど解説した相対性理論は「特殊相対性理論」と呼ばれるものでした。相対性理論は「特殊相対性理論」と「一般相対性理論」の2つの理論からなります。ブラックホールの原理は「一般相対性理論」に含まれます。ちなみに「一般相対性理論」の方が難解です。こちらは僕もいまいち理解できていません。でもブラックホールの原理くらいなら解説できます。。

 

そして、ここでまた次回です!

 

そんじゃーね!

akikiyo By  -      



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