全然わからない特殊相対性理論
特殊相対性理論を学びたい！ と言う方には申し訳ない内容です。
『雲が水蒸気』レベルの話ししかしていません。
前回までのあらすじ！
別に悪い奴じゃあないんだけど、イマイチ存在感のない高校二年生司馬優馬は、無謀にも学年のマドンナ（平成産まれにマドンナってわかるの？）である大阪梨々花を遊園地のデートに誘うことに成功した！
なんやかんやトラブルを乗り越えつつ、デートは無事に終わった…………かに見えたのだが、最後の最後、『楽しい時間は早く過ぎてしまうものですね』と言った梨々花に対し『相対性理論って言うんだっけ？』と答えてしまう。
知的好奇心旺盛な梨々花は、優馬に『相対性理論って何ですか？』と訊ね返すのだが、がちがちの文系である優馬は咄嗟にその質問に答えることが出来ず、『長い話になるから、今は難しいね』と無難な返事でかわそうとするのだが、最終的には『相対性理論（何それ、美味いの？）』を説明することになってしまった！
家に帰り、適当にネットで調べてみるが、小難しい説明と共に意味不明な数式が並ぶ画面に眩暈を覚え、十秒で断念することとなる。
さあ！ どうする！ 司馬優馬！ 君の明日はどっちだ！
「よ。インテリアル」
「えっと…………雄姿か。待っていたぞ」
「いや。悠馬だから。何でお前等は俺の名前を間違えるの？」
「まあ、上がれ」
「無視かよ。まあ、いいや。おじゃましまーす」
その翌日。
優馬は友人の家を訪ねていた。
眼鏡をかけていて、頭がよさそうなので仲間内からは《インテリアル》と呼ばれていた。語源は眼鏡＝インテリと言う前時代的な短絡差から来る発想と、彼が学園祭で演じた胡散臭い中国人の語尾『アル』のイントネーションがおかしかったことである。
高校生らしい、その場のノリだけでつけられたあだ名で、正直『寒い』と誰もが思っているのだが、妙に定着してしまった為、今更変えることもできないでいた。
「で？ 俺に相対性理論を教えて欲しんだって？」
事前にメールで相談内容は伝えておいたのだが、インテリアルは面倒臭そうに悠馬に訊ねる。その言葉からは一切の歓迎の意志はなく、そんなことよりも『一狩り行こうぜ！』と携帯ゲーム機を握り締めている。
「ああ。お前って、眼鏡じゃん？ こう言うの、好きだろ？ 仲間内で一番頭良いし」
そんな気体を裏切るように、悠馬は太平楽そうに言った。完全なる偏見に、インテリアルは顔を顰める。
「別に好きじゃあねーよ。って言うか、素直に『良く分からない』って言えよ。面倒臭い。それより、心臓。集めに行こうぜ」
「ゲームは置いてくれ。頼むよ。好きな子の期待に応えたい俺の気持ち、わかるだろ？」
「は？ お前が箱崎さんと付き合う助けをするくらいなら、モンスター狩るね。むしろ、お前を狩るね」
「いいからさっさと説明しろよ、眼鏡」
会話するのが面倒になったのか、悠馬は鼻をほじりながら顎で説明するように促す。
「あー！ 説明したら出て行けよ！」
当然、その態度は気持ちの良い物ではない。インテリアルは切れ気味に言って舌打ちする。
「こんなところに、あと五分もいたくねーよ」
と、売り言葉に買い言葉と言うか、逆切れと言うか、悠馬が吐き捨てるように言った。
人に物を頼む態度ではないが、インテリアルは大人だった。
「…………まず『楽しい時間は早く過ぎる』って言うのは、相対性理論となんら関係ありませーん」
否。最初に悠馬の勘違いを指摘する辺り、彼も相当頭に来ているのだろう。その口調には完全に人を小馬鹿にする意志が籠められていた。
「ああん？」
「って言うか、それの何処が物理学なんだよ、ボケ。脳味噌の代わりにプリンでも入ってんのか？ お前、物理の教科書読んだことある？ 見ただけでもいいけど」
「あ？ ポテチ食った手で、その眼鏡のレンズに触れてやろうか？」
「できんのか？ 勇気？」
「優馬だ！ その名前間違えるネタやめてくれない！ 傷つくから！」
「馬鹿野郎！ 俺なんか渾名がインテリアルだぞ！ ダサ過ぎるだろうが！」
二人は立ち上がるとメンチを切り合い、どちらともなく拳を握り、振り上げた。
肉が肉を打ち、骨が骨を軋ませる、漢の戦いが始まる。
勝者のいない、虚しい勝負であった。
「お前の言う、『デートの時間』と『ストーブに手を乗せる時間』は感じ方が違うって言うのは、あくまでも『時間』の相対性の説明の方便であって、相対性理論の説明じゃあねー」
眼鏡と顔をセロハンテープで固定したインテリアルが相対性理論の説明を始めた。鼻の穴にティッシュを詰める優馬は頷き、相槌を打った。
「ふーん。で？ じゃあ、相対性理論って何なんだよ」
「これから説明するから、馬鹿は黙っとけ。まず、アルベルト・アインシュタインの相対性理論には、一九〇五年に発表された『特殊相対性理論』と、一九一六年に発表された『一般相対性理論』の二つが存在する」
優馬のつまらない面を見ながら、インテリアルがまるでウィキぺディアを読むようにして言った。実際、ウィキペディアで調べたのだろう。ウィキペディアはインテリアルの暇潰しランキングに上位を連ねるツールなのだから。
「ん？ 逆じゃねーの？」
「何が？」
「いや、『特殊』の方が後だろ？ 『一般』があって『特殊』じゃねーのか？」
と、その手抜きな説明にミスを見つけ、優馬は至極嬉しそうに突っ込みを入れる。
「これで合っている。『特殊』って言うのは『物体がまっすぐ進んでいる』つまり、等速直線運動の時のみに使用できる計算方法なんだよ。状況が限定されているから『特殊』なんだよ」
が、それは自分の無知を曝け出すだけの結果に終わってしまう。
「ふーん。『一般』の方が難しいのか？」
しかし、優馬は特に気にすることもなく、会話を続ける。インテリアルの前で恥をかいた所で、今更と言う奴だ。
「難しいらしいな。つーか、俺も詳しくないから知らんが、アルファベットばっかり……っていうか、もう、英語でも何でもない謎の記号が出てくる数式が無数にあるらしい」
「抽象的過ぎてわからねーよ」
「ぷぷぷ。ばーか！」
「ほっとけ。で？ じゃあまず、その『特殊』って言うのはどういうのなんだ？」
「簡単に言えば、光の話しだ。秒速三十万キロで動く光に、物体が近づくとどうなるの？ って言う理論だ」
何故、そんなどうでも良いことが気になったのだろうか？ 優馬はそっちの方が気になった。物理学が本当に好きだったのか、それとも少し変わった人だったのだろう。
「それで？ どうなるんだ？」
「まず、有名なのだと、時間の流れが遅くなる」
「可愛い女の子がいなくても？」
「いてもいなくても、だ」
「何で？」
と言うか、そもそも『時間の流れが遅くなる』とは何なのだろうか？ 冷静になってみれば、意味が分からない。スタンド使いかよ。
「そこまでは知らん。知っていたら、お前と同じ高校行ってねーよ」
「まあ、それもそうか」
幾ら頭が良いと言っても、漫画のようにとんでもない馬鹿と素晴らしい天才が同じクラスにいる程、二人の通う学校は非実在的な存在ではない。同じ偏差値の県立高校に通う能天気な男子高校生であるインテリアルに、あまり多くを求め過ぎるのは酷だろう。
むしろ、簡単にでも相対性理論を知っているインテリアルは、結構マニアックな存在だ。少なくとも、悠馬の友達でふわっとでも説明できそうなのは、この眼鏡しかいなかった。
「理解できる範囲で言うなら、『光の速度を超えない為にこの世界は時間と空間が歪んでいる』からだ。どんな物も、光速を超えるスピードで動くことができない。そんなルールが世界にはあるらしい。理解したか？ 余談だが、光の速度を超えるのは不可能だが、光の速度を最初から超えている物質は理論上存在できるらしい」
「理解できねーよ」
「例えばだぜ？ 時速八〇キロで動く車と、時速六〇キロで動く車。そのスピードの差は？」
「二〇キロだろ？ 馬鹿にするなよ？」
因みに、スピードと言うのは絶対的な物ではない。こう言った場合の『時速八〇キロ』は、地面等の動かない物体と比べて『時速八〇キロ速い』と言う意味である。
つまり、時速六〇キロで走る車は、『地面よりも時速八〇キロ速い』とも『時速八〇キロで走る車よりも二〇キロ遅い』とも表現ができると言うことだ。
「じゃあ、光との差は？」
「えっと、秒速三〇万キロ引くことの、時速八〇キロの車との差ってことか？」
「そうだ。面倒だから答え行っちゃうけど、秒速三〇万キロ違う」
「ん？」
「時速八〇だろうと六〇だろうと、極端に言えば、秒速二十八万キロだろうと、光とのスピード差は常に秒速三〇万キロだ」
そして光とは『常にどんな物よりも秒速三〇万キロ速い』らしい。
「は？ 意味がわからないんだけど」
自分の速度にかかわらず、光との速度の差は常に一定？ 一体、どういうことだろうか。
「大丈夫だ、安心しろ。俺もわからん」
まったく頼りにならない解説に、優馬は頭を抱えることしかできない。
「わからんが、兎に角、光はどんな物と比べても、秒速三〇万キロ速いんだ。そして、秒速三〇万キロを超えることはない」
が、一つだけわかったことがあるとすれば、
「それは、時間が遅くなるから？」
「そう。遅くなるから」
「光のスピードは、絶対に超えられない。光のスピードは常に一定。何故なら？」
「そういう風に出来ているから」
やっぱり、意味わからねぇ。優馬は心のそこから吐き出した。
「おかしいだろ！ なんで滅茶苦茶速く動いているのに、時間が遅くなってるんだよ！」
「だから、光のスピードを抜かない為だって。同じ時速で走っていても、時間の流れその物が遅ければ、同じ速度でも進む距離は違ってくるだろ？」
「ん？ え？ ああ――」
つまり光――秒速三〇万キロと秒速二十九万キロの差は、数字だけ見れば秒速一万キロの差がある。が、実際には秒速二十九万キロは特殊相対性理論によって時間の進みが遅くなっており、同じ一秒でも、実際は一秒よりも短く、一秒間に二十九万キロ進むことができず、光との速度差は三〇万キロと言うことになる。
「――そりゃあ、そうだろうけど」
理屈は分かる。理屈は分かるのだが、納得はできない。
「諦めろ。俺達如きが足を踏み入れて良い領域じゃないんだよ」
「で、次なんだけど……」
「いやいやいや。納得できないって！ 何で？ 何で？ 何で歪むの？」
椅子から立ち上がらんばかりの勢いで、インテリアルの発言に優馬は突っ込みを入れる。
「だから知らねーって言ってんだろ！ この腐れ脳味噌が！」
「だって、信じられねーよ。『時間と空間が歪む』なんて物理なの？ ファンタジーじゃん！ 完全に学園異能物ラノベだよ！」
逆切れに対して、逆切れで返す。不毛なコミュニケーションであった。
「じゃあさ？ お前、どうして息を吸ってるの？」
「へ？ それは、空気を肺に送り込んで、血液に酸素を送る為だろ？ 有機生命体の俺達の生命活動に、酸素は絶対に必要だからな」
理系ではないとは言え、流石に悠馬もそれくらいは知っている。
「ほうほう。じゃあ、どうして血液に酸素を送るんだ？」
「えっと、ヘモグロビンか何かが運んでくれるんだろ？」
勿論。これも覚えている。中学の頃に習った気がしないでもない。確か、血液が赤いのも、このヘモグロビンが鉄を持っていて、酸素とくっついて錆びているからだったはずだ。逆に、亀やイカの血が青いのはヘモシアニンの銅イオンに由来している、はず、多分、メイビー。余談だが、エリトロクルオリンと言う呼吸色素も赤色となる。
そんな風に自慢げに答える悠馬に、インテリアルは更に質問を重ねる。
「どうやって？」
「どうやってって、どうやって？」
順調だった悠馬が言葉を詰まらせる。教科書では、それ以上のことを教えてくれなかった。しかし、疑問に思ったことはない。何故なら『そう言う物』だと思っていたからだろう。恐らく、教師もわかりやすく教えると言うことは難しいのではないだろうか？
「だろ？ 良く分からねーんだよ。困らないだろう？ それに俺達、馬鹿なんだから」
「確かに。一理あるわ」
ああ。なんて残酷な真実だろう。二人は暫く自己嫌悪に陥った。
どうでも良いが、量子論と同じく、相対性理論は近代物理学の基本理論である。
きっと、頭良い人達はわかっているはずである。多分ね。
「で、話し戻すぞ？」
「ああ。つーか、最初の最初で分からないのに、続ける意味あるのか？」
「さあ？」
お話が終わっていまいますし、多少は頑張って貰わないと困る。
「それで、光速に近づけば、時間が遅くなる。例えば、光速の九九．九％のスピードで、一年間宇宙を彷徨っていたとすると、地球では二〇年の歳月が流れることになる」
「浦島太郎みたいな話だな、そりゃあ」
「実際に、ＳＦ世界では『浦島効果』なんて言うらしいからな。ドラえもんで知ったわ」
「あー、そう言えば、俺もその話見たことあるかも」
珍しく、二人は情報の共有に成功する。友達らしい瞬間に、二人は少しだけ嬉しくなった。
「更に、光速に近づくと、物体は進行方向に対して縮む」
「は？」
「光速の九九．九％なら、一〇〇メートルの新幹線が、四．四メートルまで縮む」
有無を言わせぬインテリアルの言葉に、優馬は優しい笑顔で頷いた。
縮むんだったら、仕方ない。
時間が歪むんだったら、そりゃあ、空間も歪むだろう。
何故なら、世界はそう言う風にできているからだ。
「新幹線の中の人に影響はないから安心してくれ。あくまでも、光速で動いている物体を観測する人からってことな？」
「悪い。全然想像できないんだけど」
「安心しろ。俺も聞きかじりで偉そうにしているだけだ」
清々しいほどに、教える気のない教師だった。
「ちなみに、短くなるのに、何故か重くもなるらしい」
「はあ。一応聞くけど、なんで？」
どうせ、『そういう物だから』と返事があると思うと、質問する気も重くなる。が、儀礼的に訊ねる。
「エネルギーが、重さに変わるらしい。だから、出力が足りずに速度が出せない」
「…………へぇ」
意外なことに、答えはちゃんと返って来た。が、やはり意味がわからない物だった。
「なるほどね。エネルギーが、重さに。なんで？」
「『Ｅ＝ｍｃ²』聞いたことあるだろ？ 世界で一番有名な数式」
エネルギー＝質量×光速の二乗。
つまり、エネルギーと質量は元をただせば同じ物である、らしい。
全然納得ができないし、意味不明だが、優馬は何かを悟った顔で頷く。
「前に進む為のエネルギーが、重さになっちまうんだよ。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える。そうなると、速度が落ちるだろ？ つまり、大量のエネルギーが必要になる。しかしエネルギーを与えると、質量が増える」
「わかったから、露骨な文字稼ぎはやめろ！」
「あ、はい。で、だ。この『Ｅ＝ｍｃ²』。逆説的に、『重量はそれだけで大量のエネルギー』を持っているってことでもあるんだ」
「まあ、当然の理屈だわな」
イコールで繋がっているのだから、それはそうだろう。それくらいは、悠馬にもわかる。
「例えば、百円玉。だいたい五グラム。計算すると、約四五〇，〇〇〇，〇〇〇，〇〇〇，〇〇〇Ｊのエネルギーになるらしい」
「悪い、漢数字で頼む」
「四五〇兆Ｊだ。カロリーに直すと、約一一〇兆カロリー。仮に、五キログラムのダンベルを一秒で一メートル持ち上げる運動で全てを消費しようと思ったら、九兆回チャレンジできる」
「しねーよ。ジャック・ハンマーかよ」
「ＴＮＴ爆弾なら、約一一万トン分だ。原子爆弾の約五倍程度の威力だな」
「百円玉って凄い。悠馬は初めからわかってたけどな」
「まあ、まったく特殊相対性理論については分からなかったが、要するにこう言うことだな」
光速に近づくと、速度に応じて物体の時間が遅くなる。
光速に近づくと、速度に応じて物体が進行方向に対して短くなる。
光速に近づくと、速度に応じて物体は重くなる。
何故なら、光速に近づけば近づくほど、時間と空間が歪むから。
「ああ。俺が昨日の夜、頼まれてネットで調べて分かった範囲で、だけどな」
昨日。悠馬から連絡があった後、実はインテリアルは相対性理論について調べてくれたらしい。妙に引用の数字が具体的だったのは、参考にした資料からの引用だったのだろう。
「ありがとうな、インテリアル」
憎まれ口を頼みつつも、下調べをし、最低限ではあったが説明をしてくれた友人に、悠馬は心の底からお礼を言う。
「気にすんな。友達だろ？ 裕也」
「優馬だっつてんだろ！」
と、まあ、定番のネタをやり終えたところで、優馬は立ち上がる。
「じゃ。帰るわ」
「おう。箱崎さんと上手く行くと言いな」
「楽しみに報告を待て」
一週間後、同じ部屋に、同じ二人が顔を突き合わせていた。
「なあ、一般の方も教えてくれね？」
「帰れ」
これで特殊相対性理論に興味が出ました！
と、言う方がいたら、是非、私に教えてください。
