光速に近い速度で進む物体同士のすれ違い：相対性理論に基づく疑問の解説

「光速ギリギリで進む物同士がすれ違った場合、お互いに見て光速を超えていなくても、それを真横から見た人は光速を超えて見えるのか？」という疑問について、相対性理論を基に解説します。

相対性理論と速度の合成

アインシュタインの相対性理論によると、光速に近い物体の速度を観察する場合、その速度は単純に足し算されません。2つの物体が光速ギリギリで進んでいると仮定した場合、それらがすれ違う際の速度の合成は、従来の「加算則」ではなく、相対性理論に基づいた複雑な計算によって求められます。

相対性理論における速度合成の式を使用すると、2つの物体が光速に近い速度で進んでいる場合、その速度を合わせても光速を超えることはありません。たとえそれらが真横に近い角度で接近しても、観察者が見る物体の速度が光速を超えることはないのです。

相対性理論によると、どんな物体でも真空中では光速を超えることはできません。仮に2つの物体が非常に高速で進んでいても、その速度を単純に合算することはできません。例えば、Aが光速の99%で進み、Bも同様であった場合、その合成速度は理論的には光速を超えないのです。

この現象は、時間の進み方や長さの縮みなどの効果が影響しており、実際の速度合成は非常に特殊な計算によって求められるため、直感的に加算することができません。

質問にあるように、真横から見た場合に「光速を超えて見えるか？」という点についてですが、相対性理論では、観察者が見ている物体の速度は常に光速を超えることはないとされています。すれ違いざまの物体の速度を観察しても、相対的な速度は光速に到達することはありません。

光速は宇宙における絶対的な速度の限界であり、どんな物体もそれを超えることはできません。このため、たとえ物体が非常に高速で移動していたとしても、外部の観察者が見る速度は常に光速を超えることはないのです。

結論として、光速に近い速度で進んでいる物体同士がすれ違う際、外部の観察者が見る物体の速度が光速を超えることはありません。相対性理論において、速度は加算則ではなく、複雑な計算に基づいて合成されます。そのため、光速を超えることなく、常に光速の限界を守った速度で観察されることになります。