小学生でもわかる。双子のパラドックス【解説】

皆さんは双子のパラドックスを知っていますか?おそらく知らない方もいるでしょう。

今回は双子のパラドックスを小学生でもわかる物語風で解説します。

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双子のパラドックスの登場人物

兄と弟の2人がいます。

双子のパラドックスで用意するもの

光速に近い乗り物を用意します。

双子のパラドックスの物語【弟から見た編】

兄が光の速度に近い乗り物に乗って宇宙へ行きました。弟は地球に残りました。

兄が宇宙に、弟が地球にいます。

兄が光速に近い乗り物で地球の周りを回りました。

弟はその兄を地球から見ています。
この時、弟は完全に止まっている状態だとします。

兄が地球に戻ってきました。

弟は驚きます。
弟「兄ちゃん、兄ちゃんが帰ってくるのを10年も待ったんだよ。なんで兄ちゃんは歳をとっていないの?」

兄「兄ちゃんは光速に近い速さで地球の周りを回っていたんだ。アインシュタインの相対性理論によると光速に近づくほど時間が過ぎるのが遅くなるんだよ。」

弟「ってことは、兄ちゃんは、光の速さよりは遅いけど、光速に近い速さで動いていたから、兄ちゃんの時間がゆっくり流れたんだね。」

兄「そうなんだ、兄ちゃんは高速に近い速さで動いていたから、動いていない弟に比べて歳をとっていないんだよ。」

この時、年齢は明らかに弟が上になっていました。

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双子のパラドックスの物語【兄から見た編】

兄が光の速度に近い乗り物に乗って宇宙へ行きました。弟は地球に残りました。

兄が宇宙に、弟が地球にいます。

兄は完全に動いていない状態で宇宙から弟を見ています。

弟は地球にいるため、動いています。

地球は自転と公転しているため弟はすごい速さで動いています。

この時兄は完全に止まっている状態だとします。

兄は地球が何十周か回ったのを確認してから、弟が待つ地球へ帰りました。

弟「兄ちゃんはなぜ、おじいちゃんになっているの?」

兄「そうじゃのぉ、わしは宇宙で完全に止まっていたからのぉ、アインシュタインの相対性理論によるとのぉ、早く動いている人ほど時間が過ぎるのが遅くなるんじゃよ。」

弟「ってことは、兄ちゃんは、完全に止まっていたから、動いていた僕に比べて時間が早くすぎたんだね。」

兄「そうなんじゃ、兄ちゃんは宇宙で止まっていたから、動いていた弟に比べて早く歳をとったんじゃよ。」

この時、年齢は明らかに兄がすごく歳をとっていました。

双子のパラドックスを解説します。

弟から見た場合と兄から見た場合で、結果が異なります。これが双子のパラドックスです。

兄から見た場合と弟から見た場合で分けて書いていますが、実際は同じ時間を過ごしています。

たった1回の宇宙旅行だとすると、その1回で弟と兄、それぞれから見た場合の事象が異なる訳です。

いわゆるパラドックス、矛盾ですね。

弟から見た場合は兄の方が年下になっており、兄から見た場合は弟がほとんど歳をとっていない状態になっています。

これが双子のパラドックスです。

まとめ

いかがでしたでしょうか?

双子のパラドックスはご理解いただけましたでしょうか?

弟から見た場合は兄の方が年下になるのに
兄から見た場合は弟がほとんど歳をとっていない状態になります。

同じ時間を過ごしているはずの兄弟が観測側によって異なるというパラドックスです。

以上、お読み頂きありがとうございます。