「同じいまの、違う速さ」 "The Same Now, at Different Speeds"

宇宙にいる人と、地上に立っている人。同じ「いま」を生きているように見えて、実は時間の進み方がほんの少し違います。

A person in space and a person standing on the ground. They appear to be living in the same "now," but in fact the way time passes is slightly different for each.

これは有名な話ですが、地上と宇宙では重力の強さが違うため、時計の進み方にわずかなズレが生まれます。重力が弱い場所ほど時計は速く進み、重力が強い場所ほど時計は遅く進む。地表は宇宙空間に比べて重力ポテンシャルが低いので、地上の時計はわずかに遅れます。

This is a well-known story, but because the strength of gravity differs between the ground and space, a slight discrepancy arises in how clocks progress. The weaker the gravity, the faster a clock runs; the stronger the gravity, the slower it runs. Since the earth's surface has a lower gravitational potential than outer space, clocks on the ground run slightly slow.

ただし宇宙飛行士がふわふわ浮いているのは、重力が働いていないからではありません。地球を高速で周回しながら自由落下し続けているために、無重力のように見えているだけです。そしてこの「高速で動いている」という事実が、また別の時間のズレを生みます。速く動くものほど時間はゆっくり進むというのは、相対性理論のよく知られた性質です。

However, the reason astronauts float is not that gravity is not acting on them. It only appears weightless because they are continuously in free fall while orbiting the earth at high speed. And this fact of "moving at high speed" produces another kind of time discrepancy. That the faster something moves, the more slowly time passes for it, is a well-known property of relativity.

面白いのはここからで、地球を回る宇宙船の場合、重力による時間の進みと、速度による時間の遅れという二つの効果がせめぎ合います。ISSのような通常の軌道では、速度による効果のほうが勝つため、宇宙飛行士の時計は地上よりわずかに遅れます。つまり地上で十年が経過したとき、宇宙にいた人はその十年よりほんの少しだけ若い。宇宙船の人が早く老いるのではなく、むしろわずかに老化が遅れるというのが正確なところです。

Here is where it gets interesting: for a spacecraft orbiting the earth, two effects compete against each other, the speeding-up of time due to gravity and the slowing-down of time due to speed. In an ordinary orbit like the ISS, the effect of speed wins out, so an astronaut's clock runs slightly behind the ground clock. In other words, when ten years have passed on the ground, the person who was in space has experienced slightly less than those ten years. It is not that the person in the spacecraft ages faster; rather, more precisely, their aging is slightly delayed.

もうひとつ、これとは別の種類の時間の話があります。ゾウとネズミの時間です。ゾウとネズミは同じ地球上で、同じ一秒を生きています。時計で測れば、二匹の一秒はまったく同じ長さです。けれども、ネズミは心拍も代謝も速く、ゾウはゆっくりしている。だから同じ一秒の中で、体の内部を流れている時間の密度がまるで違います。

There is another, different kind of time story: the time of the elephant and the time of the mouse. The elephant and the mouse live on the same earth, sharing the same one second. Measured by a clock, one second is exactly the same length for both. And yet the mouse's heartbeat and metabolism are fast, while the elephant's are slow. So within that same one second, the density of time flowing inside their bodies is entirely different.

つまり時間には、少なくとも二つの層があります。ひとつは時計という外側から測れる時間。もうひとつは、その生き物の内側で経験されている時間です。宇宙船と地上の話は前者、ゾウとネズミの話は後者にあたります。

In other words, time has at least two layers. One is time measured externally, by a clock. The other is time as experienced internally by that living being. The story of the spacecraft and the ground belongs to the former; the story of the elephant and the mouse belongs to the latter.

これを微小位相差論に引き寄せて考えると、位相差というものが、実は一つの原因から生まれているのではないという見立てが立ちます。物理法則そのものに内在していて、誰も見ていなくても生じる位相差(相対論的な時間差)。生き物の内側に組み込まれた、その存在自身の速度による位相差(ゾウとネズミ)。装置の内部に組み込まれた位相差(ストリークカメラ)。そして観者の知覚のなかで生まれる位相差(双構図)。これらは階層でも単純な並列でもなく、位相差がどこで生まれ、誰によって関係づけられているかという一本の軸の上に並べて考えることができます。

Drawing this into the Theory of Micro-Phase Differences, one hypothesis emerges: that phase difference does not, in fact, arise from a single cause. There is phase difference inherent in the physical laws themselves, arising even when no one is observing it (the relativistic time difference). There is phase difference built into the interior of a living being, arising from that being's own internal speed (the elephant and the mouse). There is phase difference built into the interior of a device (the streak camera). And there is phase difference that arises within the perception of the viewer (Paired Composition). These can be arranged not as a hierarchy or a simple parallel, but along a single axis of where the phase difference originates and by whom it is related.

ただし、ここは慎重に線を引いておく必要があります。相対性理論が示しているのは、場所や速度によって経過する時間が変わるという物理的な事実だけです。複数の現在が位相差を保ったまま共存しているという微小位相差論の主張を、これがそのまま証明してくれるわけではありません。むしろこの話の価値は、証明ではなく、位相差という現象が思っていたよりずっと多くの場所で、それぞれ違う仕組みで起きているとわかる点にあります。写真がそのうちのひとつを、二枚の像の関係として外に取り出して見せている。そう考えると、宇宙の話もゾウとネズミの話も、遠い雑学ではなく、自分の理論の隣にすでに立っていたことに気づきます。

However, a careful line must be drawn here. What relativity shows is only the physical fact that elapsed time changes according to place and speed. It does not thereby prove the claim of the Theory of Micro-Phase Differences, that multiple presents coexist while retaining a phase difference. Rather, the value of this story lies not in proof but in showing that the phenomenon of phase difference occurs, through different mechanisms, in far more places than one might have thought. Photography takes out one of these and presents it externally, as a relation between two images. Seen this way, both the story of space and the story of the elephant and the mouse turn out not to be distant trivia, but stories that had already been standing right beside one's own theory.