タイムトラベル！？（大西）

皆さんインターステラーという映画を見たことがあるでしょうか？

私がめちゃくちゃお勧めできる映画の一つです。

そもそも「Interstellar(インターステラー)」 とは、日本語で惑星間や星と星の間を意味します。

なので、内容としては宇宙のお話ということです。

この映画で、相対性理論によって、地球との時差が生まれて、何十年とタイムトラベルしたような描写があります。

そんなことってあるの？と思い、少し調べてみました。

まず、「相対性」というのは、立場によって感じ方が変わることです。

学校の授業を受けているときの1分は長く感じるが、楽しいことをしているときの1分は短く感じる。みたいな感じです。

この感覚のズレは地球にいる人と宇宙船に乗っている人が、同じ光を見たときにも起こります。

まず、前提として、光というものはこの宇宙の中で最も速く、それを超えるものはありません。

1秒で約30万km進む速さであり、1秒で地球を7周半回ります。

その速さ故、止っている人から見たり、動いている人から見たりと、立場の違いによって光の速さが変わることはありません。

これを「光速度不変の原理」といいます。

それではこれを前提として、時間のズレが生じることを図を用いながら説明したいと思います。

まず、上図のように、光が宇宙船の地面から天井まで1秒でちょうど移動したとします。

（このときの光の長さ＝1秒と覚えてください）

このとき、宇宙船は止まっており、地球（人）から見ても、宇宙船の中の宇宙飛行士から見ても同じ長さで見えるはずです。

つまり、宇宙船が動いていないならば、宇宙飛行士（宇宙船）が1秒経過したとき、地球（人）も1秒経過していますから、

時間のズレはないということになります。

では、次に宇宙船がすごいスピードで動いているときを考えてみましょう。

宇宙船がものすごい速さで動いているとき、宇宙飛行士は宇宙船とともに移動していますから、先程の図同様に

地面から天井まで真っすぐ上に向かって1秒間進むように見えます。

ですが、止まっている地球（人）から見た、光の経路は、上図のように斜めに進んだように見えるはずです。

ここで、光速度不変の原理から、どの立場でも光は1秒に進む距離は同じなので、地球人からすると上図のように

地面から天井まで3秒弱かかったことになります。

よって、宇宙飛行士（宇宙船）が1秒経過しているときに、地球（人）は3秒弱経過していることになるので、

時間にズレが生じることになります。この宇宙船が速ければ速いほど、斜めに進む光の経路も長くなるため、

時間のズレがどんどん大きくなることがわかりますね。宇宙船がもし光速と同じ速さを出せたならば、

地球人から見た光がいつまでたっても天井に到達できませんから、理論上宇宙船の時間は止まることになります。

インターステラーでは、ブラックホールの事象の地平線近くで、超高速で宇宙船を飛ばしていたので、

それが時差を生んだのでしょうか？？だから、帰還したクーパーは未来に存在出来たのでしょうか。

このあたりはまた調べてみたいと思います。

ということで、今回「速いほど経過する時間は遅くなる（ゆっくりになる）」ということがわかりました！