光速

Question

つまらない質問を度々すみません～。
よく現代の天文学・物理学を語る上で「光」より早いものは無い！！

と一方的に・頭から定義されてしまいます。

なんか掛け算の九九を頭から意味もなく「覚えろ！！」と小学生の時に
言われたのを思い起こしてしまいます～。

本当に「光」よりはやいものは存在しないのでしょうか？

又は、ただ現代の学問では「光より早いものは確認できないＯＲ証明できない」だけなのでしょうか？また「光」が最速だ！なんて言ったのは
誰でしょうか？（有名なアインシュタインさん？）

今ぼんやり蛍光灯を見ながら「この光より早いものは人間の英知で出来るんじゃないの～」とつい思ってしまいます。

何方か詳しい方、教えて下さい。。。

sekisei · Accepted Answer

厳密には光の速さを真空中で測ると誰が計ってもある一定値になるというのが本当です。
そしてこの世界はそうなってしまっている。と今の自然科学の知識です。
そしてそれを原理にしてアインシュタインが相対性理論を作りました。
その理論から重さのあるものはどんなに加速しても真空中の光よりも速くできないことが解りました。
また、同時に情報も光速を超えて伝えることができないのも同じことだそうです。

そしてこれはこの世界がそうなっているため人間がどんなに技術を進歩させてもだめです。
ただ相対論もまだ完全で万能な理論ではなく将来もっと正確な理論に改善されるのは間違いありませんので、その理論ができないと本当に光速を超えることができないかは断言できないのが実情です。

ところが特殊な条件では光は光速度を超える速度を出せます。
http://www.nec.co.jp/press/ja/0007/1901.html
あれ？と思われるかも知れませんがこの場合に情報は光速を超えてはいないのです。
また他にもEPRパラドックスなどでも光速を超えた関係があることが知られていますが、こちらも情報は光速を超えません。
ごちゃごちゃ書きましたが知って欲しいのは、光速を超えないのは物質と情報でそれ以外では光速度を超えたと考えられる現象があると言うことです。（結局なんの利用もできませんが・・・）

まとめると
＞本当に「光」よりはやいものは存在しないのでしょうか？
は物質や情報は光を超えないが光より速い現象は存在する。

＞又は、ただ現代の学問では「光より早いものは確認できないＯＲ証明できない」だけなのでしょうか？また「光」が最速だ！なんて言ったのは
誰でしょうか？（有名なアインシュタインさん？）
はアインシュタインさんです。言ったというよりは発見または気がついたという感じです。

長文でごちゃごちゃしてすいません。

mmky · Answer

「今ぼんやり蛍光灯を見ながら「この光より早いものは人間の英知で出来るんじゃないの～」とつい思ってしまいます。」
考えることで可能に成るかもね。
私たちは３次元空間に時間というものがある世界に住んでいますが、これを時間で考えますと時間のなかに3次元空間があるんですね。時間平面に乗ればその中に同時に全ての３次元空間が入ってますので瞬時にどこへでもいけます。光の速度なんかが入り込む余地などないですね。同一時間平面内の空間であれば一足で１００億光年先の空間にもいけますね。どうやってこの時間平面（時間超平面ともいう）に乗るかを考えればいいだけですね。簡単には実現できないけど不可能じゃないかもね。

Tacosan · Answer

光より速いもの (タキオン) があっても相対論には矛盾しないわけですが, どういう相互作用があるんだろ? われわれ (が作る物質) と相互作用がないと, 観測できないですから.
以下余談:
異常分散を使った超光速現象については, 「強度のピーク」を真空より速く出せる (信号の立ち上がりは速くならない) という説明がありますね～.
あと, グラビトン (重力子) も質量が 0 と予想されているはず.

mmky · Answer

本当に「光」よりはやいものは存在しないのでしょうか？

未来予知というものがある以上、「光」より早いものは存在するといえますね。誰もが繰り返しできるものではありませんので物理現象としてはカウントはできませんが、昔から未来予知が存在する以上、あるとしかいいようがないですね。有名なところではノストラダムスとかヨハネの黙示録なんかがありますね。海底２万マイルに出てくる原子力潜水艦は２００年も前の未来小説でしたが、よくあってますしね。アインシュタイン先生に固まると光の速度でも１００光年先の星には未来永劫旅行できないよね。未来には簡単にいけると思うよ。これも未来予知だけどね。

Scull · Answer

これまでのところ、「質量がない」のは光子、すなわち「光」だけです。他のもので唯一可能性があったニュートリノにも質量があることがわかってしまいましたので。

また、いろいろ「光速以上がありうる」というお話がありますが、ほとんどは「特殊な条件では光の速さが遅くなる」というだけの話で、光速そのものを件の物質が超えているわけではありません。

そうみていきますと、超光速を実現しているのは「人間の想像力」かもしれません。

shiara · Answer

光より速いものがないかどうかは、実験で確かめるしかなく、今のところ、そのようなものはない、というのが一般的な見方です。ただし、光より速いものはないという前提で作られた相対性理論から得られる結論は、この世界を正しく説明しており、光より速いものはない、ということを裏付けております。
　ほかの人の回答で、いくつか光より速い現象があるように述べられておりますので、それについて補足します。
　まず、空間の膨張速度ですが、一般相対性理論では、重力ポテンシャルの影響により、物体の速さが秒速30万kmを超えて観測されることはありえると述べています。ただし、同時に光の速度も速くなるため、同じ場所で比べた場合、物体の速さは光の速さを超えることはありません。
　NECの実験についてですが、これにはかなり疑問があると言わざるを得ません。この実験は、セシウムガスという特別な媒質中で、光のパルスが真空中の光の速度より速く伝わった、というものです。記事によると、このような現象が起こったにも係わらず、情報が光の速さを超えることはない、と言っていますが、単純に考えても、情報をデジタル信号化し、パルスとして送ってやれば、それは光より速く進むのだから、光より速く情報を送れるはずです。このことに言及していないのは、何か胡散臭いものを感じます。もしこの実験結果が正しいとするなら、考えられることとしては、セシウムガス中での光子の吸収、放出過程にからくりがあると考えられます。通常媒質中を進む光は、媒質の原子に吸収され、その後、再放出されることで光の進行にタイムラグが発生し、結果としてマクロとして見たときの光の速さは遅くなります。今回のケースは、吸収される前に光子が放出され、その後、たまたま同じエネルギー運動量の光子が吸収される、という現象が起こっている可能性があります。これは先に放出過程があるため、マクロとして見ると、光の速さが速くなったように観測されます。ですが、吸収された光子と放出された光子の間に何も関連もないので、これは光の速さより速いとは言えません。
　最後にEPRパラドックスについてですが、これについて語ることは私のレベルを超えていますので、簡単に、EPRパラドックスで光の速さを超えて情報が伝わっているように思われるのは、人間の思い込みによるもの、とだけ述べておきます。

noname#129541 · Answer

1.光速を超えるには無限大のエネルギーが必要、
2.光速を超えると質量が無限大になってブラックホール化する、
3.ブラックホールからは光ですら脱出できない
という話を聞いた覚えがあります、

これらから、次のことが言えると思います。

1.無限大のエネルギーがあれば光速を超えられる。
2.無限大の質量(ブラックホール)であれば光速を超えられる。
3.ブラックホールに吸い込まれている最中の光は、光速を超えている。

素人の考えなのでどこまで正しいのか分かりませんが。

tadys · Answer

「光」よりはやいものはあります。と言っても例えば水の中とかなんですけど。
屈折率ｎの物質の中での光の速さは真空中の１／ｎになるのでいわゆる光速よりは遅くなります。
その場合は光速以上の速さの粒子が存在します。この話については“チェレンコフ光”で検索してください。

さて、真空中の光についてはこれより早いものは確認されていません。
＞一方的に・頭から定義されてしまいます。
頭から定義されているわけではありません。これは何度と無く繰り返し観測されている実験事実なのです。
これを裏付ける理論はマクスウエルの電磁方程式です。

光が最速と言ったのはアインシュタインです。彼は離れた場所にある時計の時刻合わせをするのに光を使いました。
それは光が一番早いからです。もっと大事なのは誰が見ても同じ速さな事ですが。

物理の理論は数学のような形では証明できません。
どのような理論を唱えることは可能ですが、それが正しいかどうかは実験によって確認されなければなりません。

タキオンが存在することを示す実験結果はこれまでの所ありません。
情報が光速を超えて伝達することを示す実験結果もありません。
（もし有ったら相対性理論を構築しなおす必要があります。）

参考URL：http://icrhp9.icrr.u-tokyo.ac.jp/japanese/cherenkov.html

cliomaxi · Answer

＞「光」より「性能」の良いモノを発見すればイイって事なんでしょうか？

それが先程の回答した「タキオン粒子」です。(通販で売られているタキオンとは全くの別物。)
これ自体は存在を予測されているものでまだ発見はされていません。

また通常の通信と言う意味での「情報」は光速度を越える事は出来ませんが、情報の伝播が光速度を越えても相対性理論には矛盾しません。

参考URL：http://www.atmarkit.co.jp/news/200007/22/superluminal.html

sekisei · Answer

このあたりの話は面白いのに難しいです^^;;。
私もなかなか理解できてません。

＞あと素人考えですが、・・・・
そのままではないですがEPRパラドックスを使ったものがあって、量子テレポーテーションというものがあります。
純粋に移動とはいえないですがＡ地点の粒子のもつ情報を離れたＢ地点の粒子に移動させるという技術があり、概ね光速で移動できます。
これはこれは途中の情報の移動が光で行われるので質問者様のいわれる途中を「質量＝０」の・・・と同じと言えます。
これもなかなか難しいので私もよく説明できませんが、質問者様のアイデアににた事が研究されているという事になります。

光速

厳密には光の速さを真空中で測ると誰が計ってもある一定値になるというのが本当です。

「今ぼんやり蛍光灯を見ながら「この光より早いものは人間の英知で出来るんじゃないの～」とつい思ってしまいます。

光より速いもの (タキオン) があっても相対論には矛盾しないわけですが, どういう相互作用があるんだろ? われわれ (が作る物質) と相互作用がないと, 観測できないですから.

本当に「光」よりはやいものは存在しないのでしょうか？

これまでのところ、「質量がない」のは光子、すなわち「光」だけです。

光より速いものがないかどうかは、実験で確かめるしかなく、今のところ、そのようなものはない、というのが一般的な見方です。

1.光速を超えるには無限大のエネルギーが必要、

「光」よりはやいものはあります。

＞「光」より「性能」の良いモノを発見すればイイって事なんでしょうか？

このあたりの話は面白いのに難しいです^^;;。

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