3章 一般相対性理論の誕生

双子のパラドックス

相対性理論の矛盾

光速に近いスピードで飛ぶのでAの時間はゆっくり過ぎていきます。
その結果、Aが地球に戻ったとき、Bよりも若いことになります。

これをAのロケットから見ると、地球が光速に近いスピードで移動していることになります。
このため、AよりもBの方が若いことになります。
見る立場 時間の経過 その結果
地球から見た場合 ロケットは速いのでAの時間はゆっくり進む。 Aの方が若い
ロケットから見た場合 地球は速いのでBの時間はゆっくり進む。 Bの方が若い

これは明らかな矛盾です。
これを双子のパラドックスといいます。

もし、本当にこのような宇宙旅行を行ったら、年を取るのはAでしょうか？
Bでしょうか？
それとも、年齢に差は生じないのでしょうか？

パラドックスの答えは？

この矛盾を解くカギが加速度運動にあります。

地球を出発したロケットは段々とスピードを増し目的の速度に達します。
ロケットは星に付いたら、向きを変えて地球を目指さなくてなりません。
そのためには、星に到着するずいぶん前から、少しずつスピードを落とす必要があります。
星で向きを変えたら、またスピードアップします。

つまり、ロケットは行きも帰りも加速をしなくはなりません。
ロケットの内部では加速により見かけの力が生じます。
等価原理のため、この力は重力と区別がつきませんでした。

重力の有無は時間の経過に影響を与えます。
このため、ロケットのAの方が年を取ります。