Einstein's Wild Thought Experiment

マリンヘッドランズの向こうに太陽が沈む頃、アマラと彼女の父親はエベレット中学校の階段に立っていた。「見て！」アマラが言うと、サンフランシスコの冷たい空気の中で彼女の息が白くなった。「もうほとんどなくなってる！今、この瞬間、消えていくのを見てるの？」父親は微笑み、彼女の肩にかかったリュックサックのストラップを直した。「それは素晴らしい質問だね、アマラ。でも、答えは少し奇妙なんだ。」

「どういうこと？」アマラは鼻をしかめて尋ねた。父親は、最後の細い太陽の光を指差した。「ええと、光は太陽からずっと旅をして私たちの目に届くわけだけど、それは一瞬じゃないんだ。実際、その光の旅にはきっかり八分二十秒かかるんだよ！」彼は強調するように腕時計を叩いた。「だから、私たちが見ている消えていく太陽は、実際には八分以上前に沈んだことになるんだ。」

アマラは、その光の筋が宇宙の闇の中を駆け抜けていくのを想像した。そのアイデアは、別のアイデアを呼び起こした。過去への旅、時計台と石畳でいっぱいの別の都市への旅だ。年は一九〇五年、スイスのベルン。小さなアパートで、一人の青年がまさにその同じアイデア、光の速さについて格闘していた。

彼の名はアルベルト・アインシュタイン。特許庁で働いていたが、彼の心はしばしば全く別の場所にあった。彼はミシンやタイプライターの特許について考えていたわけではない。彼は自身の想像力の中で大胆な実験を行い、他の誰も思いつかないような問いを投げかけることに没頭していた。

「もし光の速さで光線に乗れたら、どうなるだろう？」彼は窓の外を眺めながら考えた。若きアインシュタインは、あらゆることに疑問を持つことが理解への鍵だと知っていた。後に彼が語ったように、「大切なのは、疑問を持ち続けることをやめないことだ。好奇心には、それ自体が存在する理由があるのだから。」

彼の心の中で、彼は光の波と並んで、宇宙をありえない速さで駆け抜けていた。もし鏡を掲げたら、何が見えるだろうか？彼は、自分自身が光と同じ速さで移動しているのだから、顔から出る光は決して鏡に届かず、自分の姿は消えてしまうだろうと推論した。この単純な思考実験は、彼を革新的な結論へと導いた。光速は一定であり、何物も超えることのできない宇宙の速度限界である、と。

この驚くべきアイデアは、時間や空間から重力そのものに至るまで、私たちが宇宙を見る方法をすべて変えました。今日、アインシュタインの相対性理論は、私たちが毎日使用するテクノロジーに不可欠です。地球を周回するGPS衛星は非常に速く移動しているため、内部の時計は地上の時計よりもわずかに遅く時を刻みます。相対性理論を修正しなければ、スマートフォンのGPSは毎日数マイルもずれてしまうでしょう。

サンフランシスコの澄んだ夕暮れに戻り、アマラの目は輝いた。「うわー！」彼女は息をのんで、父親の方を向いた。「じゃあ、太陽が消えるのを見た時、私たちは八分前の過去を見ていたってこと！？」父親はにやりと笑い、誇らしげに頷いた。「その通り！君は空を見上げるだけで、タイムトラベルをしていたんだ。」

「だからGPSは機能するのよ！」アマラは思考を巡らせながら続けた。「人工衛星は、超高速で飛ぶ小さな時計みたいなもので、アインシュタインが想像したみたいに、時間がちょっとおかしくなるのよ！」父親は携帯電話を取り出し、地図を見せた。「その通りだ」と彼は言った。「ホットチョコレートを飲みにザ・グラインドへ行くのにこれを使うたびに、君はアインシュタインの奇抜なアイデアを使っているんだよ」

「つまり、時間と空間は繋がっていて、自分がどれだけ速く動いているかによって変化するってことね」アマラは頭の中を駆け巡る思考をまとめながら言った。「それが大きな考え方だよ」父親は同意し、彼女の頭に手を置いた。それから、階段から小さな小石を拾い上げた。「でも、そこからさらに大きな疑問が生まれる。もし速さが時間を曲げられるなら、重力は時間に何をするんだろう？」