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原子時計で相対性理論を確認

Posted by moonrainbow on 05.2010 相対性理論   3 comments   0 trackback
地上の原子時計で相対性理論を確認

 階段を高い位置まで登ると、階段下の人に比べてわずかに老化が早まる

原子時計で相対性理論

 アインシュタインの相対性理論が主張する時間の歪みの効果が、初めて地上で確認されました

詳しくは、、、
アインシュタインの特殊相対性理論によると、各物体の時間の進み方は一定ではなく、その速度に応じて変化する。具体的には、観測者から遠ざかるように移動する時計は、観測者に対して静止している時計よりも進み方が遅くなります

 それでは、双子の一方が地球に留まり、もう一方が高速のロケットに乗って宇宙を飛行したあと地球に帰還したとすると、両者の年齢は果たしてどうなるだろうか。結果は、前者よりも後者の方が若くなる。これが「双子のパラドックス」と呼ばれる有名な思考実験です

 また一般相対性理論では、重力によっても時間の進み方が変化するとされています。重力が大きいほど時間はゆっくりと進むのです

 速度や重力の影響で時間の進み方が遅くなることは、地上設置の時計と、はるか上空を飛行する宇宙船や人工衛星(GPS衛星など)に搭載した時計との比較実験によって確認されています

 今回の研究で、こうした時間の遅れが地上でも観測できることが初めて明らかになりました

 地球が物体に及ぼす重力(引力)は、その物体が地球の質量中心に近いほど大きい。したがって質量が同じであれば、大気中に浮遊する物体よりも地表面の物体の方が、地球から受ける重力はわずかながら大きくなります

 実験では、超高精度のアルミニウム原子時計が使用されました。2つの原子時計のうち一方を約30センチ上へ持ち上げ、両者に作用する重力の大きさを変えたところ、持ち上げた方の原子時計の進み方が若干速いことが確認されたのです

 また別の実験により、時計内部で時を刻むアルミニウム原子に対する相対論的な効果も測定しました

 原子時計では、帯電した原子のエネルギーレベルが変化する際に放出・吸収される電磁波の振動数(周波数)に基づいて時間が計測されます

 研究では、2つの原子時計のうち一方のアルミニウム原子を静止したままにし、他方のアルミニウム原子にはレーザー光を当て振動するようにしました。その結果、アインシュタインの理論どおり、原子が運動する原子時計の方が時間の進み方がわずかに遅くなったのです

 ただ、こうした時間の遅れはあまりに微小であるため人間が直接知覚できるようなものではありません。NISTによると、平均寿命近くまで生きた人でも、一生の間で生じる時間の遅れは900億分の1秒程度だとい事です

Photograph by Keenpress/National Geographic Stock

National Geographic Newsより
September 24, 2010

すごい話ですね☆この原理を上手く利用すればタイムマシンの製造も可能なのでは!?…なんて思ってしまいました!

重力が大きいほど時間はゆっくり進むのであれば、双子の話の場合は宇宙に行った方が早く歳を取ってしまうという事でしょうか?
たとえそれで少し早く歳を取ったとしても、それはあくまで数字的な部分だけで、老化現象まで現れてしまうという事はないのかな?

…すごく気になる話題です(・∀・)

なるべく飛行機には乗らない方がいいかしら(^o^)←悪あがき(笑)
2010.10.06 23:34 | URL | こゆき #dnFablw6 [edit]
こゆきさん

この話に興味を持たれたのですね。
すごいですね。(老化が心配?)

タイムマシンの原理は光速以上の乗り物での移動とか、
ありますけど、
この重力を利用して出来るかも知れませんね。
僕は、タイムマシンは、
ワームホールでの移動で可能だと思っています。
(時空を超えられるから)

こゆきさんが、言う様に、理論的には、
確かに、宇宙に行った人が歳を早くとるのですよね。
宇宙とは言わずに、飛行機でも、2階でも同じだと、
この実験での結果ですね。
でも、ご心配なく、人生の900億分の1秒程度だそうですから。

それより、飛行機に乗れば、
放射線の方が恐いですよ。

こゆきさんは、2階に住んでいるのでは?
2010.10.07 09:43 | URL | moon-rainbow #- [edit]
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2011.07.04 15:40 | | # [edit]

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