
光速度で移動するどうなるか?理系ライターが分かりやすくわかりやすく解説!


解説/桜木建二
「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/R175
関西のとある国立大の理系出身。
1.光速度とは?

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宇宙のとごを探しても光より速いモノはありません。アインシュタインの相対性理論によれば、光の速度である
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光速度が上限である理由パート1

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なぜ上速度に上限があるかとと言うと、最も軽い粒子(光子)に無限大のエネルギーを与えたときにその速度になるからです。粒子にエネルギーを与えればそれが運動エネルギーに変わり速度を 持ちます。なるべく 軽い粒子になるべく大きなエネルギーを与えると速度は大きくなりますが、どこかに限界があり、無限大の速度は実現し得ないのです。質量が宇宙で最も小さい光子(光の元になる粒子)に無限大のエネルギーを与えた時の速度が上限となり、 これが光速度となります。

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式だけ見ると無限大の速度が実現しそうですが
運動エネルギーの式から速度について解いてみると、根号の中は分子がエネルギーで分母が質量。エネルギーを無限大にすれば速度も無限大に発散するはずですね。しかしそうはなりません。なぜなら後述の通り質量mが変化するからです。光速度に近いレベルの速度になると質量mがだんだん大きくなると考える必要があります。
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