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物体の時間は量子のスピン等の速度と比例するのですか?!

原子時計って原子の電波を内部のデジタル回路で読み取り、クオーツ時計に伝える仕組みらしいけど
①原子時計をロケットや飛行機等の高速で動く乗り物に乗せたら原子のパルスが遅くなり、時間が遅れる事が解るみたいですが、

光の速度に近いロケットに乗ったとしたら量子の運動は非常に遅くなり、ロケットが光速に達したら量子の運動は全く止まりますか?

②ブラックホールのように非常に重力の大きい世界に行けば、量子、原子核の周りを回っている電子の回転は非常に遅くなりますか?

原子間に働く引力は非常に強くなり原子は動かなくなりますか?

詳しい方、教えて下さい

A 回答 (5件)

観測者の時間が光速cなんです。


それが運動vすると、w²=c²±v²

>ロケットが光速に達したら量子の運動は全く止まりますか?

いいえ、自分の時間は変わりません、無限にvを足せます。

外部の系の光速wが変化しますけど、時間スケールγ=c/w
外部の系を観測者とすると、c=γwで、やはり不変な光速cになるのね。

例えば, GPS衛星に搭載された原子時計と地表の時計の進み方の比は,
地表の光速度(c): 299,792,458 m/s.
地心重力定数(GM): 3.986e + 14 m³/s².
地球半径(r): 6,378,000 m.
無限遠の波動速度, w∞ = (c² + 2GM / r)¹ᐟ².
GPS衛星の高度(h): 20,200,000 m.
GPS衛星の軌道速度(v): 3,874 m/s.
GPS衛星の波動速度, wg = (w∞² - 2GM /[r + h] - v²).
光時計の進み方の違い, wg / c = 1 + 4.45e-10.
https://note.com/s_hyama/n/nb3a040bb74e0
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質量と共に振動数や自転速度は変わるでしょうね。



『素粒子と宇宙の疑問 知りたい肝心のところをとことん具体的に解説 ーこの世界は何からできているのか 宇宙はどのように始まり終わるのかー』 https://www.amazon.co.jp/dp/B08DNG1HS1
「物体の時間は量子のスピン等の速度と比例す」の回答画像4
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「量子のスピン等の速度」ってなんだろう. 「等」には何が含まれるんだろうか.



いちおうねんのため書いておくと, 「スピン」といってはいるものの例えば電子は「物理的に自転する」とは考えられていない. あと, 原子における電子も「原子核の周りを回っている」という描像は不適切である, とされている.

なお GPS における相対論的な補正は衛星側でやっているので, 「衛星から送られてくる時刻」の差の 1 s と「地上の時計」における 1 s に (特殊・一般相対性理論で求まる) 「違い」はないはず>#1. 実際にはほかにも誤差があってその除去には地上側での処理が必要だけど.
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>①光の速度に近いロケットに乗ったとしたら量子の運動は非常に遅くなり、ロケットが光速に達したら量子の運動は全く止まりますか?



光速度に近いロケットに乗ったら時間がおくれるというのは、静止している我々からみての話です。光速度に近い系では時間が普通に流れています。時間の流れが系によって異なるのですよ。もし相手側が等速度なら、相手側から我々をみても時間が遅く見えます。

なお光速度になれば時間の観念がなくなります。スピードが速くなれば距離が短縮されるという話はご存じですよね。光速度でうごくものにとっては、これがゼロになるのですよ。ですから宇宙の端までも一瞬でいけるのです。

なお質量のある物体については光速度まで加速することはできません。これは特殊相対論により厳密に証明されています。

>②ブラックホールのように非常に重力の大きい世界に行けば、量子、原子核の周りを回っている電子の回転は非常に遅くなりますか?

私達にとっては「遅く」見えます。そして事象の地平線までいくのに無限の時間がかかるように見えるんですよ。そして最後は事象の地平線に静止した状態となります。

ところがその宇宙船の中では事象の地平線を超えるのは一瞬なのですよ。私達は時間と空間というのは絶対的なものであると考えがちです。ところが光速度が絶対的であり、時間、空間というのはあくまで相対的なものだというのが相対論の主張するところです。

相対論ってずいぶん非常識な話です。相対論と並ぶ物理学の基本理論である量子論は輪をかけて非常識な論理を展開します。ですので宇宙は非常識なものであると達観せざるをえないですね。
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複数の分野をまとめてのご質問は避けたほうが良いです。



答えられる部分だけ…

原子時計とは、特定物質の原子振動を読み取って時間を刻むもの。
物質により、安定性に差が出ます。

> ①原子時計をロケットや飛行機等の高速で動く乗り物に乗せたら
同乗者から見れば、何も変わりませんが、
地上から見れば、時間進捗に差が出ます。
高速移動による時間遅れ、高度(重力差)による時間進み、があります。
GPS情報は、地上受信でこれを補正しています。
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