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#宇宙戦艦ヤマト に学ぶ #相対論 的な #ワープ の使い方

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物理 ワープ 宇宙戦艦ヤマト 相対論
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Salah Rieman @cosycube
00 #宇宙戦艦ヤマト#ワープ について #相対論 的に考察を試みます。以降、原作の固有名詞は借用しますが、優れた原作に敬意を表し、原作とは無関係であることをお断りしておきます。原作の描写を見ると、未知の物理法則が発見・解明されている等があるようです。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前01)【設定】15万光年離れた場所まで1年で行って帰ってくるとします。ヤマトは瞬時に光速度の99%まで安全に加速でき、ワープは突然消えて、行きたい場所に突如として現れることができるものとします。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前02)退屈になりますが、特殊相対論の基本から。数式は省略して、踏まえておくべきなのは「時計の遅れ」「ローレンツ収縮」「同時刻の相対性」の三つです。「同時刻の相対性」は特に重要で、相対論の絡みのパラドクスはほとんどそれ絡みです。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前03)【時計の遅れ】自分に対して速度を持つ物体の時間の流れる速さ、つまり時計はゆっくり進みます。光速度の99%で飛ぶ時計の1秒はこちらの時計の7秒にもなります。言い換えれば、向こうはこちらの1/7もゆっくり時間が進みます。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前04)【ローレンツ収縮】自分に対して速度を持つ物体の長さは短くなります。光速度の99%で飛ぶ物差しは、長さが1/7に縮んでいます。しかし物差しからすれば自分は縮んでおらず、他が1/7に縮んでいて、目的地の距離まで1/7になります。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前05)すると、ヤマトが光速度の99%で飛ぶと、目的地までの距離が1/7になります。15万×1/7≒21,428、2万1千光年、到達所要時間は2万1千年以上です。もし光速度の99.9999999999%なら、0.22年以下です。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前06)往復では0.43年、5か月ちょっとくらいです。でも、地球では30万年以上経っています。これが相対論関連でよく言われる「未来に行ける」「どんな遠い所でも生きている間に行ける」といった話になります。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前07)それで「双子のパラドクス」なんて出てきますが事情あって割愛。地球で待つ方はヤマトが普通に光速度未満飛んでいく限り、どうしても往復で30万年以上待たねばなりません。それは困るのでワープしますが、落とし穴があるのです。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前08)【同時刻の相対性1】ヤマトが地球近くでバンと大加速するとします。目的地までは近くなり、ヤマトから見た地球や目的地の時計はゆっくり進みます。でも、もう一つ奇妙な現象があり、目的地の時計が一気に進んでしまうのです。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前09)【同時刻の相対性2】一気に光速度の99%まで加速すると、15万光年彼方の目的地の時計は10万年以上進んでしまうのです。これがヤマトからすれば5万年以下で往復できるのに、地球では30万年以上経ってしまう理由です。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前10)ちょっと待て。だとすると、地球近くで光速度の99%で加速したヤマトは、ワープしてパッと目的に着いても10万年以上経っちゃってるじゃないか。もし原作でこれが起きたら、イスカンダルもガミラスも滅んだ後でしょう。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前11)仮に考古学的調査を行い、目的の物を発見できたとします。でも地球でも10万年以上経ってしまっているのです。焦って来たときと同じく、一気に光速度の99%まで加速した途端、地球ではさらに10万年以上時間が進みます。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前12)ワープしても20万年後の地球。もう人類はヤマト待ってません。しびれを切らしてどこかへ移住しちゃってるでしょう。これではいけない。何か方法はないか。実はあります。地球へ向けて加速したからいけなかったのです。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前13)実は地球に向けて光速度の99%まで加速したとき、後方15万光年彼方は10万年以上昔になっているのです。解決策が見つかりました。地球からさらに離れる向きに光速度の99%まで加速しておいて、地球までワープすればいいのです。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前14)これなら地球では1年以内にヤマトが帰ってくることになります。めでたしめでたし。だが、本当にそうだろうか?地球から目的地と反対方向に光速度の99%まで加速し、目的地へワープしたら10万年前の世界に着いてしまいます。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前15)もし原作でこれを行えるとするとどうなるか。地球はガミラスが攻撃を開始する10万年前にガミラスを攻撃できます。ガミラスにはまだ文明はないでしょう。圧勝です。だが、本当にそうだろうか?ガミラスだってそれは知っているはず。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前16)彼らは先手を打って、10万年前の地球を征服しようとするでしょう。それを予期した地球はさらにその10万年前に。地球やガミラスという惑星ができる前でも終わらず、さらに過去へ過去へ戻る競争を繰り広げることになります。~続く
Salah Rieman @cosycube
#宇宙戦艦ヤマト #ワープ #相対論 (承前17)宇宙の誕生、ビッグバンに辿り着くまで競争は終わりません。でも原作ではそんな気配すらない。光速度の99%とか使わない全宇宙協定なんてないでしょうから、原作の宇宙では相対論やワープがあっても過去へ戻れない物理法則があるようです。(終)

コメント

しゅんいちろうぜろぜろはちさん @shunichiro0083 2013年6月15日
肝心のワープが原作の設定と異なるのだから、考察の結果が原作の描写とは違うものになるのは当然ですよね。
Salah Rieman @cosycube 2013年6月16日
shunichiro0083 はい。原作は原作世界での事実ですから、そういう物理法則のある世界のはずです。この世界の既存知識は通用しません。ワープは旧作での真田技師長の解説では、宇宙空間は実はもっと高次元から見ると歪んでいて、そこを真っ直ぐに突っ切ることで超光速を実現するとなっていました。この宇宙ですと、ワームホールに近いもののようです。
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