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時空一体なんてないのに物理学者は黒を白にようにいって、人々を騙してませんか?
時空の対称性=ローレンツ不変が正しいなら、地表で発振する時計の周波数を地表の観測者が観測した場合と、地上で発振する時計の周波数を地上の観測者が観測した場合は、同じに観測されないといけない。 光子が重力ポテンシャルを脱出する際に、エネルギーを失い光速度不変( c = f λ )により赤方偏移が起きるという仕組みである。 しかし実際は図のとおり、上の観測者からみても下の観測者からみても、下の発振周波数が低く上の発振周波数が高く観測され、真空中で光子はエネルギーを変化させることはない。 ローレンツ不変を仮定して一般相対論の宇宙項を脱着しながら観測結果に対して辻褄合わせすることはできるが、本当に宇宙膨張は時空一体で起こっているのか?という見方も変わってくる。

「時空は一体ですか?」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • あと、上の観測者からみても下の観測者からみても、下の発振周波数が低く上の発振周波数が高く観測され、真空中で光子はエネルギーを変化させることはない。

    が接点なく観測できないといってます?

    全体として何を回答してますか?

    No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2019/05/11 12:26
  • No.2の回答者さんへ

    >ローレンツ不変の成立条件は、2つの「慣性系」であって、「加速度系」のときはローレンツ不変が成立しないのはハナから解っていること。(でないと、わざわざ、2つの慣性系 という表現は取らない。)

    あと、分けたら時空一体になるんじゃなく、時空一体を前提としてるから、分けるのでは?
    その時空一体の前提としたら、重力場を伝搬する光子もしくは光のエネルギーが変化するのは相対論共通の主張だといってるのでは?

    相対論を理解してます?

      補足日時:2019/05/11 14:23

A 回答 (2件)

>時空の対称性=ローレンツ不変が正しいなら、地表で発振する時計の周波数を地表の観測者が観測した場合と、地上で発振する時計の周波数を地上の観測者が観測した場合は、同じに観測されないといけない。


どうしてそう考える必要があるのか、ソコが知りたいです。一般性相対性理論の等価原理を使った場合の帰結をオカシイといっているだけのような気が。

まず、用語の定義として、 地表と地上ですが、地表=地面の直上  地上=ビルの屋上(あるいは、静止衛星)というように、相対速度ゼロ(=同一座標系)の位置関係とします。
地表と地上、意味が紛らわしいので、念のため書きました。
(なお、質問文図の右側は、重力が無いかわりに相対速度が存在するが、右側は考えないものとする。)

で、このような場合、特殊相対性理論なら、確かに、地表と地上で周波数は同じ、となります。同一慣性系だから。
でも、一般性相対性理論の場合そうではなくて、
地表と地上で重力加速度の大きさが違う=地上規準の慣性系を規準に考えると、地面は加速度系である。
となります。
ローレンツ不変を考える場合とは、2つの「慣性系」ですよね?
特殊相対性理論だけの場合、地表と地上の関係は、1つの「慣性系」なので、そもそもローレンツ変換を考える必要が無いのだろうけど、
一般性相対性理論の場合、地表と地上の関係は、どちらかを固定すればもうひとつは「加速度系」。
ローレンツ不変の成立条件は、2つの「慣性系」であって、「加速度系」のときはローレンツ不変が成立しないのは
ハナから解っていること。(でないと、わざわざ、2つの慣性系 という表現は取らない。)
特殊相対性理論(要するに、等価原理は考えない状態)を加速度系に適用した場合、摩訶不思議な結論が得られ、その代表的なのが、
加速度系においては、光速は一定でない。
たとえば、1g加速を1年継続した宇宙船(単純計算すると、V=9.5m/s2*365日*24h*60min=30万km/sで、V=Cとなる。そういう設定の加速度と加速度継続時間を選ぶという意味に取ってください。)において、宇宙船と地球は光で通信できない、よって、宇宙船規準で、後方に関しては光速度ゼロ、前方に関しては光速度無限大(今後も1g加速で飛び続けることが前提。)。
特殊相対性理論の帰結がこうなっているので、加速度系でローレンツ不変が破れても「アタリマエじゃん」で終わり。
※講談社ブルーバックス 銀河旅行と特殊相対性理論 石原藤雄

とまあ、こうなってしまうので、
ローレンツ不変が破れるので相対性理論は間違い
と言いたいなら、
2つの「慣性系」において、それでも破れる場合を挙げないと意味無いです。

で、その手の疑問の出し方の例。ローレンツ不変に対する矛盾じゃ無いけど。

「銀河旅行と特殊相対性理論」より。(「銀河旅行と一般性性理論」のほうだったかなあ、記憶に無い。)

高重力惑星上に電子があって、この電子は電波を出すか、という問題。
マクスウェル方程式では、加速中の電子は電波を出す、となる。
地表の観測者:電波を出さない。 マクスウェル方程式では、観測者からみた加速度がパラメータなので
       重力は関係ない。(当該電子と観測者は、同一の重力を受けるので加速度ゼロ。)
地上の観測者:電波を出す。層か電離により、加速度場にある電子だから。
うん、等価原理かマクスウェル方程式のどちらかが破綻。もしくは、地表では電波が観測されないけど地上では電波が観測されると言う意味不明結論を受け入れる。(質量エネルギー保存則、誰を規準にしたらいいの?)どうころんでも、現代物理学の超重要法則の一角が破壊される。
※石原藤雄さんによると、一般性相対性理/マクスウェル方程式を矛盾無く解決するルートはある(1980年台)けど、あまりにややこしいので書き切れない(他の記述が圧迫されるだけなのだろうけど。)とのこと。


ちなみに
1958年にメスバウワー効果が発見され、これにより、波長(ただし、特定周波数のみだけど。)を精密に計測できるようになり、
その結果
 高重力惑星=地球(全然、高重力じゃない普通の惑星。)
 地表=地表
 地上=ビルの屋上(精度を気にしなければ、数mだけ上でも検証できるらしい)
と言う条件で、重力で赤方偏移がおきる
ということが実験で証明済。うん、まあ、50年くらい前ですね。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

第三に,強い重力場をもつ天体からの光は,重力ポテンシャルを脱出するさいにエネルギーを失い赤方偏移を生じる。ここで「光」と表現をしているが,実際には電磁波に共通の現象で,相対性理論で理解できる。
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/story/newsletter/ …

つまり、これは相対論の主張ではないといってます?

この現象は等価原理から説明することができることから、パウンドとレブカの実験は等価原理の検証であり、一般相対性理論の検証とはならない。
http://astro-dic.jp/gravitational-redshift/

あと、これは等価原理の検証であり、一般相対論に等価原理を適応したら、ローレンツ不変になるといってます?

お礼日時:2019/05/11 12:22

現実には、まだ誰も観測者がいないので、地球からの観測による机上論です。



ワープ航法が開発され、宇宙の果てまで観測に行ける様になるまで、結論を出すのはもう少し待たれよ。
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この回答へのお礼

ん?観測結果が時空一体とは違うのではという質問ですが

お礼日時:2019/05/11 08:21

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