お兄ちゃんにプリンを食べられた！
それは遺憾(いかん)ね
タイムマシンで過去に戻りたいよ！
たとえ過去に戻っても現実は変えられないんだよ
え～、なんでぇ～？
じゃあ、タイムマシンについて考えてみようか
パパの口元についてるカラメルソースは…ッ！？
はじめに 『タイムマシンは作れるの？』
『タイムマシンは作れるの？』を考える前に、物理法則的にタイムトラベルが可能か考える必要があります。時間について、相対性理論から学んで行きましょう。
子どもでも分かる相対性理論とは
相対性理論（そうたいせいりろん）とは、時間と空間の物理学の理論です。物理学者アルバート・アインシュタイン (ドイツ)が1905年に発表した「特殊相対性理論 (とくしゅそうたいせいりろん)」と、1915年に改良を加えて発表した「一般相対性理論 (いっぱんそうたいせいりろん)」を総称して「相対性理論 (そうたいせいりろん )」と呼ばれています。時間や空間が伸びたり縮んだりすることが想像できますか？
まるで、ガムみたいですね！
よく耳にする理論ですが、理解されている方は少ないのではないでしょうか？子供でも分かるように、シンプルに相対性理論を説明します。
時間とは
時間とは、時の流れの中の、ある一点をさすことが多い。時刻と時刻との間の長さ。
出来事が過ぎていく前後を表示するための変数。この変数のとる値を時刻、時刻と時刻の間を時間間隔という。
空間とは
物理学でいう空間とは、広がりをもった連続体であり、物質全体に存在の場所を与えている実在であると考えられています。 また、時間、空間、物質は独立したものでなく、密接に関係していると考えられています。
相対性理論における相対とは
アインシュタインは、時間や空間は観測する人により変化するという『相対時間』や『相対空間』を考え、絶対なのは『光の速度』であるとしました。反対語は絶対。
相対性理論を一言で言うと
光の速さは一定であるとし、それを保つために時間と空間はゆがむものととらえる理論です。
Put your hand on a hot stove for a minute, and it seems like an hour. Sit with a pretty girl for an hour, and it seems like a minute. That’s relativity.
熱いストーブの上に１分間手を置いてみると、１時間にも感じられるでしょう。かわいい女の子と１時間一緒に座っていると、１分くらいに感じられるでしょう？それが相対性理論です。
アインシュタインは相対性理論の概念をこのように表現しました。結論ですね。観測する人によって時間や空間は変化します。天才でユニークなことも言えるなんてズルいですね！おそらく、勉強が大好きなので、時間が長くなるイメージがストーブになっています。
光速度不変の原理とは
光速度不変の原理とは、「止まっている人が見ても、光速に近い速さで移動している人が見ても、光の速さは等しく秒速30万kmで進んでいる」という原理です。一例として、秒速20万kmで飛ぶ宇宙船で光を追いかけたとしても、宇宙船の中から見た光の速さは「30万km－20万km=秒速10万km」と……はなりません。光は、止まっている人が見た場合と同じように、変わること無く秒速30万kmで進むのです。理解出来ない人もいるかも知れませんが、そういうものだと感じて下さい。
相対性理論における「時間の相対性とは」
アインシュタインは、一般人に相対性理論を説明する際、光時計を好んで使ったと言われています。光時計とは、例えば宇宙船内の『天井にある鏡と床にある鏡が向かいあったもの』とします。鏡と鏡の間を光が一往復する時間を1秒とします。宇宙船が止まっている時は、光は鏡に対して垂直（真っ直ぐ）に進みます。
しかし、宇宙船が動いている時、内部の光時計も一緒に動くために光は鏡に対して垂直ではなく、斜めに進むことになります。斜めに進んでいるため、一往復の距離は長くなります。ここで『光速度普遍の原理』を思い浮かべてください。光速に近い速さで移動する宇宙船の中にいる人と、地上で止まっている人が、それぞれに光時計で1秒を計ると、相対性原理によってどちらも同じ物理現象が起こります。天井から床まで一往復する、1秒の時間が等しく経過するのです。しかし、地上で止まっている人から、光速に近い速さで移動している宇宙船内の光時計を見ると、床からの光が天井の鏡に到達するまでに、宇宙船が長い距離を進んでいるため、光は斜めに進むように見えます。つまり、光時計の高さより、斜めに進んだ光の方が長くなってしまいます。しかし、『光速度不変の原理』によると、光の速さは地上と同じく秒速30万kmのため、地上の光時計が1秒経過していても、宇宙船内の光時計では光が天井に達しておらず、1秒が経過していないことになってしまいます。地上から観測する人から見ると、宇宙船内の時間は遅れていることになるのです。
つまり、時間の相対とは
宇宙船が速く動けば動くほどに、周囲に対する時間の流れが遅くなります。そして、光の速さに近づくと観測する人から見て、ほとんど止まっているように見えてしまいます。宇宙船の1秒は、地上の人にとっての数十年、数百年、数千年にもなりえるわけです。
相対性原理とは
見る立場が違っても物理法則が成り立つこと(変わらないこと)。
ウラシマ効果とは
「光速で進む宇宙船に乗った人は、地球に戻ってきても年をとっていない」ことを「ウラシマ効果」と言います。光の速さは1秒間に地球を約7周半します。宇宙船にとっては1秒でも、地球上にいる人間からしたら7.5日の時間が進んでいます。宇宙船の時間が遅れて(縮んで)いるのです。浦島太郎は、宇宙人に連れられて宇宙を旅したと考えるとミステリーですね。
それで、タイムマシンは作れるの？
ふぅ、そろそろ本題かな？
未来へ行くには早く走ればいいんだね！
光速は音速※よりも速いんだよ？
ついに鉄砲の弾(たま)を越える時が……
！！？
※YouTube動画『【なぜなに？】人間は鉄砲の弾（たま）をよけられるの？』をご参照下さい。
大昔より、時間は「誰にとっても同じように流れる絶対的なもの」だと信じられてきました。しかし、『光速度不変の原理』を前提にすると、時間は人によって流れ方が違う、つまり相対的なものだと判明したのです。
未来へタイムトラベル！
優雅な未来へのタイムトラベル、憧れますね。時間の相対性を利用すれば、理論上は未来へ行くことが可能です。しかし、光の速さに近い速さで動く必要があります。はたして、光の速さで動くことは可能なのでしょうか。
時間の相対性は、不思議な現象を生み出します。たとえば、「ローレンツ収縮」という現象があるのですが、これは物体が速く動けば動くほど一定方向に収縮していくというものです。
また、物体が速く動けば動くほど、質量は大きくなります。光の速さとなると想像を絶する重さなので、動かすだけで膨大なエネルギーが必要となります。現状、人体や宇宙船レベルの物質を光の速さへ近づけることはエネルギーの問題もあり、難しいと言わざるを得ません。
ブラックホールは、地球表面の何百万倍以上(大きさによります)の重力があり、時間がゆっくり流れています。宇宙船で近くに数時間滞在すると、、、って光でも逃げられないのにブラックホールへ飲み込まれてしまいますね！？
未来への優雅なタイムトラベルは現実的に難しいと言うことが分かりました。未確定なエキゾチック物質やワームホールなど理論上では色々考えられていますが、机上の空論となっております。
仮に未来へタイムトラベルが出来たとして、それが片道切符だとしても行きますか？地球がもう無くなっているかも知れないし、マグマや氷におおわれた生命が生存出来ない世界になっているかも知れませんね。
新幹線や飛行機に乗ると、未来へ行ける？
なんと、新幹線は10億分の1秒だけ先の未来に行けます！
そうなんです！私たちはすでにタイムマシンへ乗っていたのです！
※誤差レベルで日常生活に支障はありません。
過去へタイムトラベル！
相対的に考えることにより、過去へ行くこと(時間差を作ること)は可能だと思いますが、意図的に望んだ過去へ行くことは現実的には困難と考えられます。過去へ行くという行為は、『原因は結果に先行する』という因果律に反してしまいます。物理法則に反している行為は実現が難しく、新しい解釈、理論が必要となりますね。
奇跡でも起こらない限り、現代科学を持ってしても食べられたプリンを取り戻すことが出来ません。
因果律とは
【考察】現在、過去、未来のイメージ
個人的に、時間は現在、過去、未来が同時に存在しているイメージを持っています。一本の映画、動画を想像してください。始まりから終わりまで既に存在しており、私たちはその中の今を生きている。だから、殺人現場や戦場では嫌な感じがしたり、幽霊がみえたり(過去が見える？)するのではないかと考えます。もちろん、空想なんですが、この時代に生まれて来たことは幸せだと実感しますね。
そのイメージの中で、因果律に反することなく過去へ行けるか考えるのですが、物理的に行くことはやはり難しい気がします。動画などでは巻き戻しや移動が可能ですので、任意の時間へ移動は可能ではないかと考えますが、記憶も無くなる可能性が高いのではないでしょうか。次元の裂け目、ワームホールを通って…なども考えますが、不確定要素満載です。精神的な面での移動であれば、もしかしたら…。
まとめ タイムマシンとは
タイムマシンとは、未来から過去へ、過去から未来へ自由に時間を移動することが出来る乗り物です。時間移動は相対性理論が唱えられる前から、多くの人が空想したことでしょう。SF小説や漫画、アニメでも人気な題材と言えます。【小説】『タイム・マシン』(1895年)【映画】『バック・トゥ・ザ・フューチャー』(1985年)や【漫画】『ドラえもん』(1969年-1996年)などが有名です。
タイムマシンで、「過去を変えたい」、「未来をみて大儲けしたい」と誰もが夢みますが、現実的に難しいという寂しい結論となってしまいました。未来へのタイムトラベルは理論上可能ですので、興味のある方は光の速さで『飛べるor走れる』乗り物を実現させてください。空想から全ては始まります。
私たちは、宇宙船地球号の仲間たちと共に未来へ向かって旅をしています。私たちは、生まれた時から知らず知らずのうちにタイムマシン(地球)に乗っていたのかも知れませんね。
過去を変えることが出来ないなら、今を大切に生きましょう。たった今、絶望的な未来から過去へタイムトラベルをしてきたと考えるだけで未来は変わると思います。たった今、人生に悩んだり、希望を無くしている人もいるかも知れません。たった今、少しだけ勇気を出してがんばってみましょう。未来を変えられるのは自分だけなのです。現実にドラえもんは来てくれませんので。
さあ、プリンはあきらめなさい
恐竜さんに会いたかったよ！
プリンは！？
パパは過去にとらわれてます！未来をみてください！
未来を見らい
パパは過去を反省して！
参考文献
Khrapatyi (ふらぱてぃ)
『コドモゴゴロ』を忘れずになんでも楽しむ！
『つまらない』を『たのしい』に変えちゃいましょう！
たのしいは生きる糧になります♡
社会福祉士による専門的な視点とオヤジ視点の子育て記事、YouTube動画紹介、子供の科学、雑記記事メインの雑食系ブログです。
♥ふらりちゃん(6歳)絶世の美少女。食いしん坊だが少食。可愛い物大好き。
♥ふにくん(8歳)怖がり屋だけど、やさしいお兄ちゃん。ポケモン大好き。
■ブログ『プレイボックス♡』(2021/10～)
Google Ads審査合格(2022/1～)
■娘ふらりちゃんとYouTube
『プレイボックス♡Play box』(2021/9～)
UUUMネットワーク加入中(2021/10～)
登録者1000人達成(2022/2)
オヤジと遊ぶことで、何かしら発見や学びに繋がれば嬉しいな。
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