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)。
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
- 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。
- 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。
- 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。