相対性理論では、光の速さは常に一定とされ、これは非常に重要な概念です。しかし、質問者のように並走する2つの光子がある場合、互いにどう見えるのかという疑問が湧くことがあります。光速で離れていくように見えるのか、または止まって見えるのかという問題については、どのように解決されるのでしょうか。この記事では、この矛盾を解決するための理論的な背景を説明します。
光速不変の原理とは
アインシュタインの特殊相対性理論において、光の速さは真空中で常に一定（約299,792 km/s）であるとされています。この原理は、すべての観測者に対して成立します。これにより、相対速度が光速に影響を与えることはありません。
光子同士が並走する場合
質問では、2つの光子が並走し、片方の光子からもう一方の光子を見る場合の問題が述べられています。特殊相対性理論によれば、光子同士の速度は光速に対して常に変わりません。つまり、光子はお互いに見ているときも光速で離れていくのではなく、両者とも光速で移動し続けると理解されます。
相対速度と光速不変の原理
相対速度の概念は、通常の物体と物体の間で使用されるものですが、光速に関しては違ったアプローチが取られます。相対性理論においては、光速の相対性が異なる観測者によってどう見えるかに関係なく、常に同じ速さであるということです。これが「光速不変の原理」の根底にある考え方です。
まとめ
光速不変の原理を理解することは、相対性理論の中心的な要素です。2つの光子が並走している場合でも、光速は常に一定であるため、互いに異なる速度で離れていくことはありません。相対性理論の枠組みの中では、光速に関するこれらの疑問は、観測者の立場から解釈され、理論的に整合性が保たれるようになっています。
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