gooドクター有料プランが1ヶ月間無料!

もし、もしです。
物体が光速を超えた場合、どうなるんでしょうか?


わかる人がいたら教えてください。

gooドクター

A 回答 (11件中1~10件)

「何ものも光速度を超えて移動することは出来ない。

(アインシュタイン博士)」

 どうして、速度の上限は光速なのでしょうか。では、光とは何でしょうか。光は粒子でしょうか、それとも波でしょうか。それを考えるには、何故光は光速を超えて進まないのかがヒントになります。光が粒子であれば、更にエネルギーを加えると、幾らでも速く動きそうです。しかし、現実にはその様なことは起こりません。それは何故でしょうか。

 現在の物理学では、「超ひも理論」が最も有力視されています。そして、宇宙を次の様に想定します。
 宇宙開びゃくの瞬間、宇宙は非常にエネルギーの高い状態にあり、個々の「超ひも」は自由に空間を動き回っていました。しかし、宇宙のエネルギーが、100GeVになった時、「超ひも」は第三回目の相転移を起こしました。相転移とは、水蒸気が冷えて氷となる様な現象を言います。水蒸気として自由に動き回っていた水の分子は、冷えて相転移を起こし氷の分子として固定され、もはや自由には動き回ることが出来なくなります。

 ここからは、オリジナルです。
 ビッグバンの初期には、「超ひも」は光速を超えて自由に移動していました。しかし、宇宙のエネルギーの低下に伴い、宇宙は相転移を起こし、「超ひも」は固定され網状に繋がったと考えます。

 そして、その「超ひもの網」の上を、物質や光及び重力・電磁力・強い力・弱い力の4つの力は、振動として伝わると考えます。つまり、物質が移動して見える現象は、実は超ひもの物質としての振動が、次々と隣の超ひもに伝わる現象であると思います。そして、「超ひも」の振動自体が光速で伝わるので、何ものも光速以上で伝わることは出来ないのです。

 超ひも理論では、物質も光も一本の超ひもの振動として表現されます。超ひもの長さをプランク距離Lと言います。振動が超ひもの端から端まで伝わるのに要する時間をプランク時間Sと言います。超ひもの振動は光速Cで伝わります。従って、
 光速C=プランク距離L÷プランク時間S=L/S= 1.616199×10-35m÷5.39106×10-44秒=299,792.5㎞/秒となります。

 ここで注意したいのは、1本の超ひも上を光は光速で振動として伝わることです。そして、真空中も同じ光速で光は伝わります。これは単なる偶然でしょうか。
 真空中には、超ひもが繋がったものがあり、その上を光はそのまま光速で伝わっていると考える方が自然です。

 上記で述べた通り、幾ら光の質量が0でも、光が粒子なら、エネルギーを加えると更に幾らでも加速するはずです。なぜ、光の速度は299,792.5㎞/秒が限界なのか、そのヒントは1本の超ひも上を伝わる光の速度が光速であることにあると考えます。

 本来は、物質も光と同様に光速で「超ひもの網」上を伝わろうとします。しかし、「超ひもの網」である空間にはヒッグス場があり、物質がその中を移動すると、ヒッグス粒子が生じ物質にまとわり付き動き難さである質量を与えます。その為に、物質は光速未満でしか動くことが出来ないのです。

※ヒッグス粒子が物質にのみ作用し光に作用しない仕組みは、「超ひも理論」を参照してください。

 私は、この理由により物質は光速未満でしか移動出来ないと考えます。相転移する前の宇宙は、超ひもが繋がっておらず、自由に飛び回っていたので、光は光速を超えて移動することが出来ました。インフレーション理論でも、宇宙開闢の一瞬あらゆるものは光速を越えた速度で飛び散ったと考えます。その後、宇宙は相転移し、超ひもが網状に繋がったので、光は光速で真空中を伝わる様になりました。

 この様に、光も物質も全てのものは「超ひもの網」上を波として表されます。超ひもの振動自体が光速cで伝わるので、何ものも光速を超えて移動することが出来ないのです。

まとめると、宇宙開闢のごく初期の光速を超えて膨張した時や、地球から遥か遠く離れ光速を超えて膨張している部分では、「超ひもの網」が形成されていないので、個々の「超ひも」は物質や光等として振動しながら、光速を超えて自由に動き回ります。

一方、「超ひもの網」が形成されている時や部分では、物質や光はその上を振動として伝わり、その振動自体が光速なので、「何ものも光速を超えて移動することが出来ない」のです。

詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://www.geocities.jp/labyrinth125064/hikarino …
    • good
    • 0

高速で移動する物質には2つの変化が起こります。

「物質変化の遅れ」と「ローレンツ収縮」です。このために、高速移動すると「時間と空間の座標」が変化します。

 先ず、前者から説明します。物質は、光速に近づくほど加速し難くなります。これは、カウフマンの実験で実証済みです。また、加速器の実験で普通に見られる現象です。

 これは、何故でしょうか。
 物質を動かす重力・電磁力・強い力・弱い力の4つの力もケージ粒子が物質間を光速で往復することで生じます。物質自体が高速で移動すると、ケージ粒子の往復に要する時間が伸びます。光速では無限大となり力は働きません。

 この様に、物質が高速になるに従って、物質を動かす力は働き難くなるので、動かし難くなります。
物質の質量増加  これを相対性理論では、m=m0/√(1-V^2/C^2)と表わします。m=V㎞/秒で移動する物質の質量・m0=静止時の物質の質量です。
 V㎞/秒で移動する物質は、質量が1/√(1-V^2/C^2)倍に増えた様に振る舞うと表現します。但し、実際に質量が増加する訳ではありません。静止時に比べて√(1-V^2/C^2)倍しか動かなくなったので、その様に表現するのです。
 V㎞/秒で移動する粒子を、進行方向に向かって上下左右方向へ動かします。その方向へ動かせる限度は√(C^2-V^2)㎞/秒までです。この時、粒子の速度は、√{V^2+(√(C^2-V^2))2}=C㎞/秒となります。これ以上粒子が、上下左右方向へ動けば、その速度は光速を超えてしまい矛盾します。
 静止時には、その方向へはC㎞/秒まで動かすことが出来ました。従って、V慣性系では、静止時の√(C^2-V^2)㎞/秒÷C㎞/秒=√(1-V^2/C^2)倍しか動かせないことが分かります。

 この通り、高速で移動する時計を構成する粒子は、静止時に比べて√(1-V^2/C^2)倍しか動かないので、この時計は1秒間に√(1-V^2/C^2)秒を刻む様になります。これを、相対論では
①t’=t*√(1-V^2/C^2)
と表します。

 次に「ローレンツ収縮」です。
 V㎞/秒で移動すると、物質は進行方向へ√(1-V^2/C^2)倍収縮します。
 電子は、原子核の周りを高速で回転し、その遠心力と原子核に引き付けられる電磁力の釣り合う一定距離を保っています。原子が高速で移動すると、電子は回転し難くなりそれに掛る遠心力は弱まります。その為に、電子は原子核の電磁力に引き付けられ小さな軌道を回り、原子自体が収縮します。その為に、物質は「ローレンツ収縮」します。

 Vm/秒で移動する慣性系では、定規が進行方向に√(1-V^2/C^2)倍収縮します。この定規を使うと、距離は逆に1/√(1-V^2/C^2)倍長く測定されます。観測者自身が、その間にVtメートル移動しているので、距離はその分短く測定されます。
 従って、
②x'=(x-Vt)/√(1-V^2/C^2)
です。左右上下方向の変化はありません。ですから
③y'=y、④z'=z
です。

 また、静止系は存在します。
 少し前に、ヒッグス粒子が発見され話題になりました。空間は何もない入れ物ではなく、そこにはヒッグス場があります。そして、物質がヒッグス場上を移動すると、ヒッグス粒子が生じ物質にまとわり付きます。その為に、物質は動き難くなり質量を与えられます。
 即ち、この「ヒッグス粒子のプール」が静止系です。物質が「ヒッグス粒子のプール」の中を移動すると質量が与えられ、その中で加速するとGが掛かるからです。

 この静止系を基準にすれば、物質の絶対速度Vを特定することが出来、①から④に入れると、その慣性系の時間と距離を求めることが出来ます。

 時計と定規がこの様に変化すれば、全ての慣性系で生じる電磁力の強さは同じと観測されます。
 V㎞/秒で並走しながら、粒子同士が電磁波を交換し合うと、電磁波の往復距離は横(進行方向)1/(1-V^2/C^2)縦(上下左右方向)1/√(1-V^2/C^2)倍に伸びます。
 しかし、V㎞/秒で移動する物質は、進行方向に√(1-V^2/C^2)倍ローレンツ収縮します。移動する地球全体がローレンツ収縮するので、電磁波の往復距離は横1/√(1-V^2/C^2)倍・縦1/√(1-V^2/C^2)倍と同じになります。
 従って、電磁波の往復時間は、静止時に比べて、横縦共に1/√(1-V^2/C^2)倍となります。

 一方、V㎞/秒で移動する時計は1/√(1-V^2/C^2)秒間に1秒を刻みます。従って、V慣性系では、電磁波(光)は静止時と同じ時間で物質間を往復します。その為に、生じる電磁気力の強さは、静止時と同じと観測されるのです。
 これを「特殊相対性原理」と言います。

 高速で移動する球体の物質は「ローレンツ収縮」するので、静止系からは形がひしゃげて見えます。しかし、その慣性系では、ひしゃげた形が球体と定義されます。

 電子の形は一つです。様々な形の電子が存在する訳ではありません。しかし、それぞれの慣性系で距離の定義が異なるので、慣性系毎に異なる形と定義されるだけです。

 この様に、高速移動すると時間と空間自体が変化する訳ではありません。
 時間と空間は、他のより基本的なもので構成することが出来ません。つまり、時間と空間は構造を持ちません。従って、構造を持たない時間と空間が変化する仕組みは、未来永劫に解明出来ません。
 それに比べて、物質はより基本的なもので構成することが出来ます。分子を原子で、原子を素粒子で、素粒子を超ひもでと言った具合です。物質は構造を持つので、回答のとおり、それが変化する仕組みを説明することが出来ます。

 高速移動すると粒子は動き難くなるので、時計が遅れ定規が収縮するのです。その為に、高速移動する慣性系では、時間と空間の座標が変化するのです。

 高速移動すると、時間と空間自体が変化すると主張される方は、是非その仕組みを答えて見て下さい。そうすると、その仕組みは答えられないことが分かります。

詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://www.geocities.jp/labyrinth125064/kousokud …
    • good
    • 0

相対性理論には「速度の合成則」というのがあって、どのような物体も光速を超えられないことが分かっています。

光速に近づくほど重力が増して重くなり、光速になれないんです。
なので「物体が光速を超えた場合」という仮定は成り立ちません。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます
重力が極大化したらブラックホールになるんですよね?でもなんでその素粒子は高速を超えないんですか?

お礼日時:2019/01/14 20:58

凄まじい 張力差により、


中心からの 距離毎に、
分解されるらしいですよ。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます
さっきの回答からすると
光速を超えた状態と
光速の状態では
時間の感じ方は変わらないということですね

お礼日時:2019/01/14 18:02

相対性理論に よれば、


重力が 極大化し、
時間が 止まります。


連れて、
ブラックホールが 発生するそうです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます
もし、光速よりも早く動いている物体が人間だったとしたら、その人間はどのように感じるのですか?

お礼日時:2019/01/14 17:27

No.5です。



> 破綻を示しているということは 3次元の世界が狂うということですか?
計算の対象は、時間軸を含んだ4次元です。
破綻とは、想像しえない、という事になります。

例えば、∞÷∞を考えてみましょう。
この解を「1」とするならば、
∞には大きさがあるという事になり、∞と言う定義自体が成り立っていない、
これが破綻です。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

再回答ありがとうございます
わかりやすい説明でよく理解が出来ました。

お礼日時:2019/01/14 17:07

それを示す計算式は、破綻を示しています。


しかし、光速を超える物質の存在を否定するものではありません。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます
破綻を示しているということは
3次元の世界が狂うということですか?

お礼日時:2019/01/14 16:14

タージオン:光速より遅い物質


ルクシオン:光速に等しい物質
タキオン:光速より早い物質
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます

じゃあ我々はタージオンということですね

お礼日時:2019/01/14 15:44

時間が逆行し、因果律が成立しない世界になっちゃう。

    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます

時間が逆行するとどうなるのですか?

お礼日時:2019/01/14 15:19

光速は越えられません。


タキオンは光速以下になりません。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます

ちなみにタキオンってなんですか?

お礼日時:2019/01/14 15:18

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!


人気Q&Aランキング