4コマ「もしも光の速さで走れたら?」。1コマ目みい「光の速さで走ったら、かけっこ一番だね!」、2コマ目ゆう「ぼくたちのように質量があるものは、光の速さにはなれないんだよ」、3コマ目みい「それでも勝負! よーい……」、4コマ目みい「ドンを言う前に、着いてるー!」
みいみい

ねえゆう、みいが光のはやさで走ったら、どうなるの?

ゆうゆう

おもしろい質問だねえ。まず、光にはいつけないんだよ

光に追いつくことはできるの?

もしも光の速さで走れたら?(光に追いつくことはできるの?)
みいみい

にゃんで追いつけないの? うんとがんばればいいじゃん!

ゆうゆう

ひかりのスピードは、1びょう間に地球ちきゅうを7周半しゅうはんもするくらい速いんだよ

みいみい

にゃんと!! そんなに速いの!?

ゆうゆう

おやつのカートをおしてスピードを出すのと、にてるかもしれないね

みいみい

カート?

ゆうゆう

ゴールに近づくほど、おす手がきゅうおもくなるカートだと思ってごらん

みいみい

もっとおすと、もっとおもくなるの?

ゆうゆう

そう。速くなるほど、必要ひつような力がどんどんえて、光の速さではどれだけ力があっても足りなくなるんだ

みいみい

にゃんと!! おやつ全部ぜんぶつかっても足りない!?

みいみい

ゆう、走る前に食べる気でしょ!

ゆうゆう

ば、ばれたか。……でも本当に、どんなに大きな力でも光速には届かないんだよ

速い宇宙船では、時間がゆっくり?

もしも光の速さで走れたら?(速い宇宙船では、時間がゆっくり?)
みいみい

じゃあ、うんと光に近いスピードで走ったら?

ゆうゆう

そのときは、おもしろいこときるよ。地球から見ると、宇宙うちゅう船の時計はゆっくりすすんで見えるんだ

みいみい

みいだけ、おやつの時間が早く来るってこと?

みいみい

えー、みいの時計だけ先に進むのはずるいよ!

ゆうゆう

ううん。みいの時計では、いつもどおりだよ。ゆっくりに見えるのは、地球にいるぼくの方からなんだ

みいみい

にゃんで、ゆうから見るとちがうの?

ゆうゆう

光は、上と下のかがみの間を行ったり来たりする「光時計」を考えてみよう

みいみい

うん、光時計で考えるんだね。もっと聞かせて!

ゆうゆう

外から見ると、よこうごく時計の光はななめの長い道を進む。光の速さは同じだから、1往復おうふくに時間がかかるんだ

みいみい

なるほど……見る場所ばしょによって、ちがって見えるんだね

遠い星までのきょりも短くなる?

もしも光の速さで走れたら?(遠い星までのきょりも短くなる?)
みいみい

じゃあ船が、ぺちゃんこのひらべったいねこになっちゃうの!?

ゆうゆう

なるほど、ぺちゃんこのねこを想像したんだねえ

みいみい

じゃあ、船の中のみいも、ぺたんこになるの?

ゆうゆう

ふふ、それはちがうよ。船の中にいるみいには、なにもちぢまって見えないんだ

みいみい

よかった、みいはぺちゃんこにならないんだね!

ゆうゆう

ただ、地球から見ると、光速に近い宇宙船が進むきの距離きょりだけ、みじかはかられることがあるんだよ

みいみい

あっ、船はそのままで、距離だけ短く測るんだね!

ゆうゆう

長い廊下ろうかを、進む向きだけ短く測るようなものだよ。宇宙船の中はふだんどおりで、目的もくてき地が近くかんじるんだ

みいみい

ゆうと、外から見る人とで、ちがう答えになるの?

みいみい

同じ船なのに、答えがちがうんだね……ちょっと不安

ゆうゆう

うん。ぼくはみいのとなりにいるよ

窓の外は、どんなふうに見えるの?

もしも光の速さで走れたら?(窓の外は、どんなふうに見えるの?)
みいみい

ねえ、そんなに速く進んだら、まどの外はどう見えるの?

ゆうゆう

前から来る光は色がわって、まぶしく明るく見えるよ。後ろの光は、くらく赤っぽく見えるんだ

みいみい

前の光は明るく、後ろの光は赤っぽく見えるんだね

ゆうゆう

それに、まわりの星が、進む方向にぎゅっとあつまって見えるんだよ

みいみい

にゃんと!! 雨の中を走ると、雨つぶが前から来るみたいに感じるやつだ!

ゆうゆう

いいたとえだね。でもこれは、光の速さが変わるからじゃなくて、見る向きの変化へんかなんだ

みいみい

見えた形と、さっきの「短くなる」って、おなじことなの?

ゆうゆう

そこがおもしろいところでね。測った長さと、目にとどく光がつくる写真しゃしんの形は、じつはべつのことなんだよ

みいみい

あっ、測った長さと、写真の見え方は別なんだね!

ゆうゆう

光が体のあちこちから、少しずつちがう時間に届くから、写真はただ縮んだ形にはならないんだ

ねこ換算

もしも光の速さで走れたら?(ねこ換算)
ゆうゆう

光が1秒で進むきょりは、みいの1メートルジャンプ、やく3おく回ぶんなんだよ

みいみい

にゃんと!! そんなにジャンプしたら、みいはくたくただよ

ゆうゆう

それだけの回数で、地球を7周半できちゃう速さってことなんだ

3ぎょうまとめ

  • 質量しつりょうるものは、どんなにがんばっても光の速さには届かない

  • 光速に近づくと、外から見た時計はゆっくり進み、距離は短く測られる(本人にはふだんどおり)

  • 窓の外の景色けしきは前に集まって色が変わって見えるが、これは縮んだ長さをそのまま見た絵ではない

きょうのナゾ

みいみい

じゃあ、みいがれる、光にうんと近いスピードの船は作れるの?

みいみい

それって、まだ誰にもわからないなぞなの?

ゆうゆう

うん。人間の博士はかせたちも、まだ答えを探しているところなんだ。ワクワクするね

ゆうゆう

ものすごい燃料ねんりょう用意よういや、体に無理むりのない加速かそくつづけることなど、なぞがいくつものこっているよ

つぎはこれ!

おとなメモ(おうちの方・先生へ)

  • 真空中の光速 c = 299,792,458 m/s は、SIで正確に固定された定義値です。本文の「地球を7周半」は、地球の赤道周長を約40,075kmとした概算です(299,792,458m ÷ 40,075,000m ≈ 7.48周を「7周半」と表記)。

  • ねこ換算の根拠: 299,792,458 m ÷ 1 m/回 = 約3億回ぶんです。1回のジャンプを1mと仮定した換算で、みいが実際に1m跳べる、または連続して跳べるという意味ではありません。

  • 「質量のある物体は光速に到達できない」は正確な結論です。静止質量 m > 0 の物体の全エネルギーは E = γmc²(γ = 1/√(1−v²/c²))で、v → c のとき γ → ∞ となり、有限のエネルギーでは到達できません。本文の「おやつのカートが重くなる」は、摩擦ではなくこのエネルギーと速度の関係を単純化したたとえです。

  • 「速くなると質量が増える」という古い説明は避け、必要なエネルギー・運動量が増えると表現しています。

  • 時間の遅れは、離れた観測者どうしの比較です。宇宙船の中のみい自身の時計や体は、本人にはいつもどおり進みます。本文で「地球から見るとゆっくり」と、見る立場を明示しています。

  • ローレンツ収縮(L = L₀/γ)は、ある慣性系で物体の両端を同時に測った結果であり、物体が力で押しつぶされる現象ではありません。「同時」の定義自体が観測者によって異なります。

  • 目に見える像・写真には、物体の各部分から出た光が届く時刻の差が入ります。これによりTerrell–Penrose効果と呼ばれる、単純な収縮とは異なる見え方が生じます。本文の「写真はただ縮んだ形にはならない」はこれに対応します。

  • 前方への星の集中は相対論的光行差、色の変化はドップラー効果、明るさの偏りはビーミングという別々の現象によるもので、時間の遅れやローレンツ収縮そのものと同一視していません。

  • 光子は静止質量ゼロで真空中を光速で進みますが、光子自身の静止系は定義できません。本文では「光の立場ではどう感じるか」という体験談的な説明を避けています。

  • 本文は重力を考えない特殊相対性理論の範囲の説明です。重力による時間の遅れ(一般相対性理論)は、ブラックホールの近くでは時間がおそくなるってほんと?で扱います。

参考にした資料

(最終更新日: 2026-08-11)