とてつもなく巨大な原子があれば、光よりも早く情報を運べますか？

通常の物質、例えば長さが2光年の糸ですと、原子間には距離がありドミノ倒しみたいな要領となり、2光年先に情報が光速度を超えて伝わることはありません。
しかし、ここに仮に超巨大な原子(直径もしくは原子核が2光年の超巨大な原子)があったと仮定した場合、それを磁力などで押すと、情報は光よりも素早く伝達できるますか？
もし、これが不可能な場合、原子は情報を伝達しようとする時、ようになりますか？

No.6 回答者： n556 回答日時： 2022/01/28 16:33

重力も重力波で伝わります。

ニュートンの万有引力の法則にはその概念がないだけです。

No.5 回答者： tsumina 回答日時： 2022/01/23 10:37

>その場合、光子ではなく確率の雲みたいになっていませんか？

電子が核子と結びつくのは光子の交換です。電子の観測前の状況が、比喩で確率の雲と言われますが、確率は実態ではありません。単に観測するまでわからないことをイメージで言っただけです。

もっとも観測されやすい軌道をシンプルに考え、原子の中はスカスカでも、その軌道の大きさを原子の大きさとします。物質が剛性をもつのは、核子と電子間の電磁気力であることに変わりありません。

＞また、仮にスカスカであったとすると、例えば、その巨大な原子を指で押した場合、仮にスカスカで押すことができず、斥力も働かなければ、指先の原子が原子核にめり込んでしまえば核融合を起こすということでしょうか？

指も原子ですから同じくスカスカです。あなたが感じている物体の剛性や固さ、それ以前に形を持つこと、指で押すという行為も含めてすべて、原子核は無関係で、電子と核子の間の電磁気力を感じているということです。あなたがイメージする目の詰まった粒のようなものは、この世に存在しないのです。不思議ですね。

なお、核融合は、核子の話なのでまったく別の話です。核子に膨大なエネルギーをあたえ、陽子間にはたらく斥力に勝って、強い力が働くオーダーまで近づけられれば核融合が起こります。御存知の通り、これは、人類が１００年研究してもまだできない技術。指で押してそんなことが、起こるはずがありません。なお、陽子が一定量になると、電磁気力がまさってしまうため、一定以上の原子番号の原子は、この世に存在出来ません。

＞斥力が働けばわずかでも動くと思うわけです。

押した力が伝わるという意味なら、それが電子と核子間の電磁気力をを経由するのですからまさに光速が限界です。なお、物質の中を光速以下でしか伝わらないと思われているフシがありますが、相対性理論の要請は、何をどうしようとこの世では、光速以上の速さで情報を伝えることができない・・・ということです。分子で伝わらないことと、原子で伝わらないことのは、まったく同じ話になります。

＞指が無理なら電気的な力でもよいのですが、その場合、そのエネルギーはどの様になりますか？

電子の軌道は、量子論的に決まっていて、周りからエネルギーを得たり、放出したりを、日常でも常に続けています。それによって、ものの色が見えます。反射も吸収もその反応をみています。

No.4 回答者： finalbento 回答日時： 2022/01/23 06:20

最初の回答と同じ話ですが、原子も原子核も剛体ではないわけですから、基本的な理屈は棒の場合と全く同じです。

そもそも原子核を液体として取り扱うモデルがあるくらいですから、原子核が剛体ではない事は明らかでしょう。

No.3 回答者： finalbento 回答日時： 2022/01/22 20:59

ベラボーに長い棒を星の間に渡してモールス信号で連絡する場合と同じ事だと思います。

棒の中を力が伝わる速さは光速よりもずっと遅いので「ベラボーに長い棒を渡して超光速で通信」と言う目論みは成功しません。超巨大な原子云々も同様だと思います。もっともそれ以前に超巨大な原子自体が存在できるかどうかがかなり疑問ですが。

cf:まだ実証はされていないと思いますが、原子番号には上限があると言う理論があるそうです。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

原子番号に上限があると確かに成り立たないですね。無ければこの様な感じに不思議なことが想定され気になっています。

べらぼうに長い棒の場合には、原子間で動きが伝わるのが遅く、光速以上にはならないそうです。この説明は私も何度か聞いたことがあります。
それなら、棒の代わりに、1原子が1光年以上もあるような巨大な塊を仮定するとどうなるのだろうか？と思ったのです。

例えば、その原子を太陽系の代わりに、ここに置くとします。銀河系中心部には巨大なブラックホールがあるとも言われていますし、当然、他の星からもわずかながら重力の影響を受けて、万有引力の法則で移動しますよね。しかし、わずかでも移動すると情報が伝わることになり、光速度よりも早く情報が伝わることになりこれは矛盾します。
かと言って移動しなければ、その本来なら移動したはずのエネルギーは一体どこに行ってしまうのか？
こんな疑問が生まれるわけです。

お礼日時：2022/01/23 03:05

No.2 回答者： tsumina 回答日時： 2022/01/22 16:32

＞ここに仮に超巨大な原子(直径もしくは原子核が2光年の超巨大な原子)があったと仮定した場合、それを磁力などで押すと、情報は光よりも素早く伝達できるますか？

できません。

原子の構造を考えてね。原子核を東京駅に１ｍのボールだとすると、電子の軌道すなわち、原子の大きさというのは１００ｋｍ。水戸と、宇都宮と、高崎と、甲府ぐらいを飛んでいます。原子の中は、スカスカ。その構造を支えるのは光子による電磁気力。まさに光速そのものです。どんなに原子が大きくても、話は同じです。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
その場合、光子ではなく確率の雲みたいになっていませんか？また、仮にスカスカであったとすると、例えば、その巨大な原子を指で押した場合、仮に、スカスカで押すことができず、斥力も働かなければ、指先の原子が原子核にめり込んでしまえば核融合を起こすということでしょうか？斥力が働けばわずかでも動くと思うわけです。指が無理なら電気的な力でもよいのですが、その場合、そのエネルギーはどの様になりますか？

お礼日時：2022/01/23 02:56

No.1 回答者： HONTE 回答日時： 2022/01/21 22:33

重くて重くて・・・。

この回答へのお礼

例えば、この巨大な原子が宇宙空間にあって、何かしらのエネルギーを与えれば動くと思うのです。しかし、仮に動くと光よりも早く情報が伝わってしまい、光速度不変の原理に矛盾する。かと言って、情報が伝わらないなら、エネルギーを与え続けることになりこの原子は際限なく高温になるのでしょうか

お礼日時：2022/01/22 00:13