昔から理系だった自分は、こういうのにとても興味を持つ。
「アインシュタインの相対性理論の前提が崩れる」とか「タイムマシンができる」とか聞くと、
いてもたってもいられなくなる。
という訳で、休日を使って調べました~というのが今回のエントリー。
そもそも、アインシュタインの相対性理論は、
「光速度一定」を仮定しているが、
「光が到達できる最速の速さ」とは仮定していない。
では、どこに相対性理論のどこに矛盾するかというと、
相対論的質量/時間の式の中に√[1-(v/c)^2]という式が出てくるため、
速度vが光速cを超えると、質量や時間が虚数次元になってしまう事に矛盾する。
特殊相対性理論では、右辺のtやmは静止したところから見た時間/質量とすると、
時間はこんな式で:
質量はこんな式で:
それぞれ記述される。
簡単に言うと、速度vが大きくなると、
時間の経ち方は遅く、質量は重くなるという事。
実はこれの導出もそれほど難しくなく、高校程度の数学の知識があればできる。
興味のある人は、是非やってみて欲しい。
(この本が簡単でおすすめ。簡単すぎて、逆にわかりにくいという人もいそうだが。笑)
さてさて、ここで、物体が光速を超えようとすると…v→cとなる瞬間がある。
すると、m=0出ない限り質量は無限大に近づき、時間はどこまでも経ち方が遅くなる。
質量が増えるにつれて、光速を超えるためのエネルギーが多く必要となるので、
光速を超える事ができない、
というのが、相対性理論が「光速が最速の速さである」と言っている根拠である。
さて、今回のニュートリノの件だが、ニュートリノは質量が微小ながらある事が確認されている。
という事は、相対性理論が覆された事になる。
だが、タイムマシンの方は、僕はまだよく分からない。
僕が見たニュースの説明はこうだ:
相対性理論では、速度が光速に近づくにつれ時間の経ち方は遅くなり、
光速に到達した時、時間が止まるとされている。
今回のように、光速を超えて移動をする事ができたら、
時間を遡る事ができるのではないだろうか、
とタイムマシーンの開発が期待されている。
でも、式とにらめっこをすると
v>cならば式は虚数になる。マイナスにならない。
だから、もしこれが根拠なら、僕は間違っていると思う。
さてさて、僕の興味を引くのはこの先。
時間や質量にも虚数次元があるのかもしれない。
ちなみに、その場合、長さも似たように虚数次元になるので、
縦・横・高さのそれぞれにも虚数次元が必要である。
なーんて考えていると、同じような事を考えた科学者が過去にもいた事が分かる。
例えば、タキオンなんかはそういう話。
まんがやSFの世界の物ではなく、しっかりとした論理的枠組みがある。
(雑談:ドラえもんの四次元ポケットは五層構造になっていて、三層目はタキオン織り込みゾーン。ちなみに、四次元では機能できないので、四次元ポケットの中ではただの風呂敷になるらしい。ちゃんと考えられているのである。)
タキオンはエネルギーを失うほど加速、与えるほど原則をし、
光速以下のスピードで動く事ができない物質。
ただ、特殊相対性理論の「いかなる慣性系でも物理法則は同じになる」に反するし、
安定状態がv=∞という欠点をもつ。
これは、少し夢物語か。笑
現実味がありそうなのは、スーパーブラディオン。
エネルギー量も、質量も、正の素粒子。
ダークマターとの関係性なんかが真剣に研究されていて、
夢がいっぱいの領域に見える。
難しそうだし、時間がないから深くは立ち入れないけど、
なんだかとても面白そう。
実際にどうなのかが分かるのは、まだまだ時間がかかりそう。
いずれにしても、量子論とか相対性理論が新しく書き換えられるのはほぼ確実。
しかも、ブラックホールに関する研究にも役立つかもしれないらしい。
宇宙と量子は夢がいっぱいだー!