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重力による時間の遅れwebシミュレーション-ブラックホールの時間を観察できる!

相対論における重力による時間の遅れのシミュレーションをブラウザ上で実行し、時間の遅れを観察できるサイトツールです。ロケットの位置を重力源に近づける・遠ざけるの調整ができます。

上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元の重力による時間の遅れシミュレーションページへ(新しいタブで開きます)。

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重力による時間の遅れとは?

重力が強い場所では、時計の進み方が遅くなります。これが重力による時間の遅れです。

この現象は、ブラックホールのように非常に重力が強い天体の近くで特に顕著になります。
アインシュタインの理論によれば、シュヴァルツシルト半径(Rs)に近づくと、時間はほとんど止まってしまいます。

本シミュレーションでは、擬似的な数式:

時間の遅れ率 = √(1 - Rs / r)

を用いて、宇宙船がブラックホールに近づくほど船内の時間が遅く進む様子を表現しています。


重力による時間の遅れのシミュレーションツールの使い方

🖱️ 宇宙船をドラッグして移動

  1. ページを開くと、左側に地球、右側にブラックホール、そして中央に宇宙船が表示されます。
  2. マウスで宇宙船をドラッグし、好きな位置に移動させることができます。
  3. 宇宙船がブラックホールに近づくと、その時計の進み方が目に見えて遅くなります

🕒 画面に表示される情報

  • 🌍 地球時計:常に一定のペースで進みます(基準時間)。
  • 🚀 宇宙船時計:宇宙船がブラックホールに近づくほど進み方が遅くなります。
  • ブラックホールの半径より内側に近づくと、時間の進みはほぼ停止します(理論上は止まる)。

🧪 背景にある物理法則

このシミュレーションのベースとなっているのは、一般相対性理論の「シュヴァルツシルト時空」です。
以下の点が考慮されています:

  • 重力場の強さはブラックホール中心からの距離 r に依存する。
  • 宇宙船の時間進行は、√(1 - Rs / r) によって遅くなる。
  • イベントホライズン(シュヴァルツシルト半径)に達すると、外部の観測者から見て時間が止まる

✅ まとめ

  • 重力による時間の遅れとは、重力が強い場所ほど時計が遅く進むという現象で、一般相対性理論に基づいています。
  • このシミュレーションでは、宇宙船をブラックホールの近くに動かすことで、時間の遅れが視覚的に体験できます。
  • 地球の時計は常に一定速度で進むのに対し、宇宙船の時計は位置によって変化します。
  • ブラックホールに近づくほど、宇宙船の時間は遅く、最終的には停止寸前になります。
  • ドラッグ操作だけで遊べる、教育的にも楽しい体験ツールです。

このツールを使って、一般相対性理論の世界を「感じる」第一歩を踏み出してみましょう。

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