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速度による時間の遅れwebシミュレーション-相対論の効果が観察できる!

相対論における速度による時間の遅れのシミュレーションをブラウザ上で行い、時間が遅れる様子が観察できるサイトツールです。光速に対する速さを調整できます。

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、元の速度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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速度による時間の遅れとは?

「時間の遅れ(時間の伸び)」とは、高速で移動している物体ほど、その中での時間の進みが遅くなるという現象です。
これはローレンツ因子(γ:ガンマ)という数式によって表されます:

γ = 1 / √(1 - v²)

ここで v は光速 c に対する速度(0 < v < 1)です。

たとえば、宇宙船が光速の90%(v = 0.9)で移動しているとすると:

γ ≈ 2.29

つまり、地球で1秒経つ間に、宇宙船内では約0.44秒しか経過しないのです。
この現象は、GPS衛星の補正ミュー粒子の寿命の延長など、現実でも観測・利用されています。


🛠️速度による時間の遅れシミュレーションツールの使い方

このシミュレーションでは、宇宙船の速度を変更して、地球と宇宙船の時計の進み方を比較することができます。

💡 操作方法

  1. ページを開くと、中央に地球(青い円)と宇宙船(ロケット)が表示されます。
  2. 上部にあるスライダーで、宇宙船の速度を 0.01c ~ 0.99c の範囲で変更できます。
  3. 地球と宇宙船にはそれぞれの「時計」が表示され、進み方の違いがリアルタイムで確認できます。
  4. 宇宙船はアニメーションで上方向に飛び続け、時間の経過とともに再び下から出現します。

🧮 時間の進み方の違い

  • 地球の時計は「そのまま」進みます。
  • 宇宙船の時計は、スライダーで設定された速度に応じて、「遅れて」進みます。
  • 高速になればなるほど、宇宙船の時間はゆっくり進んでいくのが分かります。

✅ まとめ(要約)

  • 時間の遅れ(Time Dilation)とは、高速で動く物体ほど時間が遅く進むという特殊相対性理論の現象です。
  • このツールでは、宇宙船の速度をスライダーで操作し、地球との時間のずれを視覚的に比較できます。
  • ローレンツ因子に基づいた正確な計算で、リアルタイムに時計の進み方が変化します。
  • 教育用途や物理の理解の補助ツールとして活用できます。

このシミュレーションを通じて、特殊相対性理論の不思議な世界をぜひ体験してみてください!

haccle