ローレンツ因子
ローレンツ因子とは、光速に近い速度(相対論的速度)で移動する物体の時間、長さ、質量が変化する因子である。
その方程式は
γ = 1 1 1 - ( v c ) 2 {\displaystyle \gamma ={\frac {1}{\sqrt {1-({\frac {v}{c}}}}}^{2}}}}}
ここで、vは物体の速度、cは光の速度である。量(v/c)はしばしばβ {\displaystyle \beta }と呼ばれる。ベータ)なので、上の式を書き換えることができます。
古典相対性理論
古典的相対性理論とは、時速5マイルで走っている時に時速50マイルでボールを投げると、ボールは時速55マイルで移動するという考え方です。もちろん、ボールはまだ時速50マイルであなたから離れて移動するので、1つはあなたに尋ねた場合、あなたはボールが時速50マイルで移動しているのを見ました。一方、あなたの友人のローリーは、あなたがたまたま時速5マイルで走っているのを見たとします。彼はボールが時速55マイルで走っていたと言うでしょう。どちらも正しい、あなたはたまたまボールと一緒に動いていただけです。
光の速さCは時速670,616,629マイルです。つまり、光の半分の速度(0.5c)の車に乗っていて、ヘッドライトをつけると、光は1c...1.5cで遠ざかっていくことになります。 結局、どう考えてもcはcです。次の項では、なぜc-0.5cではないのかを説明します。
時間拡張
時計が動いているときは、γの小さなファクターで ゆっくりと時を刻む。.有名な双子のパラドックスは、双子が二人いて、双子Aが地球にいて、双子Bが数年間cの近くを旅していたとすると、双子Bが地球に戻ってきたときには、双子Aよりも何歳も若くなるというものです(経験した時間が少ないため)。例えば、双子Bが20歳の時に出発して、10年間0.9cで旅をしていたとすると、地球に戻ってきた時には、双子Bは30歳(20年+10年)、双子Aは43歳近くになっていたことになります。
20 + ( 10 ∗ 1 1 - .9 2 ) = 42.9416 {displaystyle 20+(10*{\frac {1}{\sqrt {1-.9^{2}}}}}=42.9416}}。
ツインBは時間が遅くなったことに全く気づかない。彼にとっては、窓から外を見たら、宇宙が自分を通り過ぎたように見えて、それゆえに遅くなっているように見えるだろう(彼にとっては、彼は休息しているのだということを覚えておいてほしい)。つまり、時間は相対的なものなのです。
長さの収縮
物は相対論的な速度で移動すると、移動方向に短くなる。双子のBが旅をしている間、彼は宇宙の奇妙なことに気づくでしょう。彼は、宇宙が短くなっていることに気づく(彼の進行方向に収縮している)。物事が短くなる要因はγだ。.
相対論的質量
相対質量も大きくなります。押すのが難しくなりますですから、0.9999cに到達する頃には、より速く進むために非常に大きな力が必要になります。これでは光速に達することは何もできなくなる。
それでも、光速の90%の速さであれば、質量は2.3倍にしかなりません。つまり、光速に到達することは不可能かもしれませんが、十分な燃料があれば、光速に近づくことは可能かもしれません。
質問と回答
Q:ローレンツ係数とは何ですか?
A:ローレンツ係数とは、相対論的速度(光速に近い速度)で移動する物体に対して、時間、長さ、質量が変化する係数のことです。
Q:誰の名前にちなんだものですか?
A:ローレンツ係数は、オランダの物理学者ヘンドリック・ローレンツにちなんで命名されました。
Q:ローレンツ因子を記述する方程式はどれか?
A:ローレンツ係数の式は、γ=1/(sqrt(1-(v/c)^2)、ここでvは物体の速度、cは光の速度です。
Q:この式の(v/c)は何を意味しているか?
A:この式で、(v/c)は物体の速度と光の速度の関係であるベータを表します。
Q:この式はどのように書き換えることができるでしょうか?
A:この式は、γ=1/(sqrt(1-β^2))と書き直すことができます。