重力が速度っていうのは分かるんですが光が速度って言うのがイマイチピンと来ません。どなたかわかりや

Question

重力が速度っていうのは分かるんですが
光が速度って言うのがイマイチピンと来ません。
どなたかわかりやすく説明してください(--;)

head1192 · Accepted Answer

重力とは速度ではありません。
重力質量に応じて２つの物質あるいはエネルギーの間にはたらく「力」です。
その「力」は「重力場」によって伝達されると考えられ、その伝播速度はおそらく光速度であろうと考えられています。
この辺りはまだ観測不足で実証がされていませんでしたが、最近伝達の形態である「重力波」がとらえられました。
これから急速に解明していくだろうと思われます。

光の速度というと光子が空間を突き進むイメージがありますが、それは光の一面であり、
光には「電磁波」というもう一つの重要な一面があります。
電場の変化と磁場の変化が相互に関連しあって空間を伝播していくのが電磁波ですが、
この辺は音が「振動によって発生した空気の粗密が空間に伝播していく」のと、本質的に違いはありません。
そして音に速度があるように電場と磁場がの変化が伝わる早さにも速度があり、それはマクスウェルの電磁方程式から導かれます。
その値が「秒速約３０万キロ」ということです。
つまり、地球で電場がある変化をすればそれは磁場の変化を促し、また電場の変化を促し、・・・
その繰り返しが広がって１秒後には月付近に到達するというわけです。

なお、光が重力によって進路を曲げられるのは重力に引っ張られるからではありません。
光には質量がないのでそのようなことにはなりません。
重力によって周りの時空がゆがめられており、その歪んだ時空の最短経路を通ろうとするからです。
歪んだ時空の内部から見れば光は秒速３０万キロで直進していますが、
それとは違う外の時空から見ると光は遅くなったり曲がったりしている。
そういうことです。
これは一般相対論の解釈です。

ちなみに第二段落で述べたマクスウェルの電磁方程式は相対性原理を満たしていませんでした。
その不備を補おうと努力したうちの一つがエーテル説、もう一つが特殊相対論です。
特殊相対論はどの慣性系から見てもマクスウェルの電磁方程式は同じ形で成り立つこと（その一つが光の速度）を示そうとした理論です。
そうしたらあのような奇妙な理論になってしまったわけです。

tknakamuri · Answer

重カはカ、光は電磁波。どっちも速度ではありません。
そもそも何かが「速度」ってどういう意味？

chiha2525 · Answer

ブラックホールのイメージって、なかなか難しいんですよ。なので、よく間違えたイメージが語られることが多いです。本とかネットとかでも。

一般相対性理論で何が相対的か？という質問もされていましたが、簡単に言えば重力と加速度です。クルマに乗って発車するときのことを想像してみてください、あなたは地球の重力で下にひっぱられていますが、クルマが加速するときに後ろにひっぱられるように感じるはずです。この、下にひっぱられると後ろにひっぱられるが、重力なのか加速度なのか区別がつかない（入れ替えても変わらない）、というのが相対的といわれる部分です。
面倒なのは、地表に踏みとどまってる人は地球の重力を感じますが、地球に自由落下している人は感じません。なので、地球に自由落下している人は無重力と同じになります。
これはブラックホールでも同じで、ブラックホールに落ちて行ってる人は、ブラックホールの重力に引かれているように見えますが、実際は宇宙空間にふわふわ無重力状態で浮かんでいるのと同じ状況なのです。（でもってブラックホールに落ちずに観測している人は、ブラックホールの重力を感じているってことになります。まぁ衛生のようにクルクル回ってることのほうが多いのでしょうが）

でもってブラックホールに落ちてく人を観測しつづけるとどう見えるかと言うと、まだ近くに居るときは相対速度も速くなく手を振って『いってらっしゃい、さようなら』みたいな感じでしょうか。徐々に落ちて行く人の（相対）速度が速くなってブラックホールの方にいきます。特殊相対性理論から分かるように相対速度が速くなるとゆっくり見えるようになります。１日後には相対速度はかなりの速度になっているでしょうが距離は１光日（１光年の１／３６５くらいの距離）より短いですね。１年後には相対速度はかなり光速に近づいているでしょうから、落ちてる人はかなりゆっくり時間が過ぎているように観測されるでしょうが、距離は１光年ほどは離れていません。１光年もブラックホールに落ちてればそろそろブラックホールに着くんじゃないかと思うかもしれませんが、空間がぐにょーんと伸びているのでまだまだ着きません。１０年後には（同様なので略ｗ。
時間がゆっくりになるから、落ちてる人がすぐそこでゆっくり時間が流れている、みたいに書かれているマンガとかがありますが、実際には１０年後には１０光年近く遠くに行ってしまっています。かなりの望遠鏡でなければ観測は難しいでしょうｗ
そんな、落ちている人の光の波長は、実は徐々に徐々に（伸びて）低くなっています。暗くなって行くというほが分かりやすいでしょうか。そしてついに真っ黒になるのが、地平の事象面を通過したときです。ブラックホールがブラックなのは、ここから光も出てこないからブラックなんですね。

通常は地平の事象面がブラックなので、これをブラックホールと認識していると思いますが、ブラックホールの本体？はもっと先にあります。そして空間はもっとぐにょーんと伸びていて、もしかしたら落ちても落ちてもたどり着けないほど遠いような状態になっているのかもしれません。

※この記述が大嘘だったら、すみません

昔は、ブラックホール（の質量）が空間を伸ばす速度が光の速度を超えるのが地平の事象面だと思っていたのですが、大質量ブラックホールでは地平の事象面での空間の曲率はそれほど大きくないらしいので、このイメージは間違いのようです・・

springside · Answer

そもそも、「重力が速度」というのが完全に間違っているし、「光の速度より早い(?)重力っていうもの」
なんて存在しない。すなわち、あなたは根本的に全てを全く理解されていないので、当然のことながら、
何の回答もしようがない。

fxq11011 · Answer

＞重力が速度っていうのは分かるんですが
とても理解しかねます。
説明のしようがありません。

mabuterol · Answer

>光の速度より
> 早い(?)重力っていうものを知って

光波が伝搬する速度と、重力波が伝搬する速度は同じ。

ただし重力が強くなった場合に空間が歪んでしまう結果として、光が届かなくなる。

例えば貴方は地球上の地面を真っ直ぐ進んでいるつもり。
でも地球は丸いから現実には、どれだけ真っ直ぐ進んでも地球の周りをグルグル周っているだけ。
それは貴方が地球の強い重力に捕まっているから。

mapascal · Answer

重力も光と同じ速さだと思いますが。

puyo3155 · Answer

重力も、光も、昔は、ぱっと伝わる遠隔作用として考えらえいましたが、今はどちらも近接作用であることがわかっています。

光は、もう１５０年も前に、その進む速度や、近接作用としての伝わり方が解明されています。したがって、光速度は、理論的にも、実験的にもわかっています。

重力も、一般相対性理論によって、その近接作用の仕組みが解明され、重力もまた光の速度で伝わります。

でも、いまだよくわからないことが多いのは、どちらかと言えば重力の方ですね。

＞重力ってずっと進み続けてる重さだから、速度っていう感じでアバウトに捉えてるんですが、

これは、重力を受けた物体の速度であって、重力の伝わる速さとはまったく別のものです。力を加え続けたら物体が加速する（アクセルを踏んで車の速度が上がる）現象を誤解しています。

mapascal · Answer

光の速度。ご参考まで。

https://higeojisan-lab.com/light-speed-moon-answer/

yhr2 · Answer

＞重力が速度っていうのは分かるんですが

へ～、ぜひ説明してください。

重力が速度っていうのは分かるんですが 光が速度って言うのがイマイチピンと来ません。 どなたかわかりや

重カはカ、光は電磁波。

重力とは速度ではありません。

ブラックホールのイメージって、なかなか難しいんですよ。

そもそも、「重力が速度」というのが完全に間違っているし、「光の速度より早い(?)重力っていうもの」