グウェルの「光速度不変の原理」解釈が腑に落ちた話

グウェル・オス・ガール

グウェル・オス・ガール(以下「グウェル」)と山神カルタ(山神)が罰ゲーム。

内容はグウェルが相対性理論を山神に教えるというもの。

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光速度不変の原理について

光の速さは、どの速度で移動しているものから見ても速度が変わらないという原理。

これは相対性理論を理解する上で必須。

相対性とは

この配信時点でのグウェルは数時間勉強したという程度だそうで、私も本を読んだことがあるものの理解できなかったのですが、その範囲でわかること表面上の以下。

  • 万物は動いている
  • 秒速30kmで動いているものが、同じ方向に進む秒速30kmのものを見ると、止まっているように見える
  • 秒速30kmで動いているものが、同じ方向に進む秒速60kmのものを見ると、秒速30kmで動いているように見える

物事を観測する時、対象が止まって見えるというのは自分が同じ速度で動いているからであり、絶対的なものではなく、自分と対象を相対的に見た時の状態を観測しているという前提。

光速度不変の原理とは

物事は相対的にしか見ることができない、という前提から光だけが外れるという話。

相対的に見ることができれば、秒速60kmで動いている時に見る光と、秒速30kmで動いている時に見る光の速度は、秒速30km分変わるはず。

しかし、秒速60kmから観測しようが秒速30kmから観測しようが、光だけは絶対に秒速29万9729.458km(以下「秒速約30万km)から速くも遅くもならない。

光はこの世界で最速であり、何物であっても光より速く動けないというのは今まで多くの科学者が証明した絶対不変の原則になっていると私は認識している。(光速より早く伝播するものがあるという有力説もある(光の群速度))

しかしそれだけでは光速度不変の原理は意味不明である。

限界速度で移動したとしても、観測側が移動すればその速さだけ速度が変わって見えるはずだし、光以外の物質が光速近く移動したとしても変わって見えるはず。

でも光は変わらないのだ。

光速度不変の原理に対するグウェルの解釈(仮説)と私の例え

「光の速度はこの世界の限界である」というもの。

先述の通り、光速は宇宙一ではあるが、それだけではないという話。

「この世界に存在し得る最高速度は約30万km」であるために光は約30万kmで観測されるし実際にその速度で動いているが、実際はそれ以上の速度を持っているため光と並走しても光は同じ速度で遠ざかっていく。

これを私は(昔の)ゲームで考えるとわかりやすいと感じた。

ゲームで例えてみる

ファイナルファンタジーではダメージの最大値が9999だった。

自分の攻撃力 – 相手の防御力うんぬん…という計算式はあるだろうが、その値が1億になったとしてもダメージは絶対に9999を越えられない。

だから相手の防御力があがろうと、ダメージを軽減する手段を用いたとしても、その値が1万以上であれば結果は変わらず9999ダメージになる。

結局光の速度は変わらないのか

ダメージの例えで続けると、光速の攻撃力が無限に設定されているのか、人間にはわからないだけで1無量大数(10に10を68回掛けた数字)以上の数値がちゃんとあるのかもしれない。

どちらにせよ、秒速約30万kmに並ぶことさえできない私たちはこの原理を覆せることが無いのかも知れない。どれだけ科学が発展しても。

ただ、光速変動理論というものもあるらしい。

そして、私が過去に混乱した理由なのだが、光が秒速約30万kmで動くのは真空中の話で、水の中では秒速約22.5万kmになるという。変わるじゃねーか、と。あくまで、同じ条件の中で、相対的に見た時という話みたいです。

まとめ

光はどれだけの速さで並走しても遅くなったように見えない。これは光が限界かそれ以上に速く、相対的に見ても違いが出ないほど、という考え方。

RPGのダメージで言えば、最大ダメージが9999なので、1億ダメージを与えようが敵に与えるダメージは9999であり、相手の防御力が多少上がったところで影響が出ない。

そして、現在のところ光以外のものは光速を超えられないので限界は絶対に見えない。そもそも限界がないのかも知れない。

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