今年度の新人研修が漸く本日終了してホッとしています。 研修の講師仲間から「チコちゃんに叱られる」の番組で説明された相対性理論の説明は理解できたけれど、光速で移動している人が戻って来た時に歳を取っていないことがわからないから説明して と言われました。私も説明できず、たまたま図書館に「図解 眠れなくなるほど面白い 相対性理論」（著者：大宮信光 発行所：日本文芸社）を読んでみました。非常に読みやすく直ぐ読めたのですが、上述の問いかけについては、未だ説明つかずの状態です。映画「猿の惑星」のようなことが実際に起きてしまうのでしょうか？ 「双子のパラドックス」というのがあります。双子の一人が光速で旅行して戻ってくると、地球上に残った片割れの一人より歳をとらないのはおかしい。なぜならば、光速で移動している人からみると地球上の人も光速で移動しているから。というものです。
この双子のパラドックスに関する解説はこちら → http://www.infonia.ne.jp/~l-cosmos/relativity/twins/TwinParadox.html#section4
これを読みましたが、ますますわからなくなりました。 慣性系にいるか加速度系にいるかによって異なるようです。それによって相手の見方が異なるようです。
最近、スカイツリーに正確な時計を設置して、地上の時計とのズレを観測しようとしているのをご存知ですか？ 重力場に近いと時間が遅れ、遠ざかると進むそうです。実際、位置情報を衛星を使って得るＧＰＳの場合どうなるかといえば、ＧＰＳ衛星上の時計は速い運動をしているので相対性理論からは「遅れ」、重力から遠ざかっているので「進む」の２つの作用がおきますが、後者の効果が大きいため「進む」そうです。そのための補正がかけられているそうです。
「光」についても不思議な存在です。波の性質と粒子の性質を合わせ持ち、光速度は一定、光速に達すると物の質量は無限大になっていく。重力場で、光は曲がる。などなど。不思議な世界です。 研修の疲れで、上述の双子のパラドックスを読んでいて寝てしまいました。 本件、永遠に理解できそうにありませんね。