光より速い速度で遠ざかる天体があるそうですが
たしか光が宇宙最速だと聞いていたのですが、
どうしてなのでしょうか?
速さに上限はないということでしょうか?

A 回答 (17件中1~10件)

もう閉めたいそうなので、手短に。




nanashisanさんが言われている、特殊媒質中での光速をC’とします。
私がいっているのは、C’以上の速度を持つ物質(この媒質中では超光速 )の運動は、この「媒質中」では観測不可能ということと同じです。

異なる環境・条件における物理量・物理現象の比較は注意を要します。
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>No.48640


>もし、超光速で動いている物質があったとしても、”超光速”という情報自体が、”光速”で我々に伝らなければならないので、結局”観測不可能”なのです。
これは本当でしょうか?
少なくとも、NECの実験で超光速は「観測」されていますし、真空中を進んできた光が屈折率1を越えて物質中に進行したのなら超光速を「観測」したことになるのではないでしょうか。

肉眼で見えたものだけが「観測」ですか。
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#14ryumuさんの回答の中の「超光速で動いている物質があったとしても、”超光速”という情報自体が、”光速”で我々に伝らなければならないので、結局”観測不可能”なのです。

」というので、光速以上で運動する物体は観測不可能ってのが理解できました。

超高速で自分にボールが飛んできて、それが自分に当った場合、自分に当って痛みを感じてから、自分にボールがあたったように見えるのはありえない。
又、超高速で観測できるとしたら、自分にボールが当ったように見えた時にボールを避ければボールに当らないという事はありえない。
というように考えて良い訳ですよね。

この回答への補足

みなさん、ありがとうございます。
相対性理論をあまり理解していない知ろうとの私としては後半の話は少々なんか位ですが、
この辺で回答を占めきってもよろしいでしょうか?

補足日時:2000/12/06 03:47
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えっと、質問の内容が天体の話だったので、あまり専門的にならないようにしたのですが、下のnanashisanの回答にコメントを。



電飾に関しては、”物質の速度”ではなく”位相の速度(波の谷と山の移動速度;物体自身の移動速度ではない!)”と同じです。位相は超光速でも、”情報”が伝わるのはやはり光速なのです。

光速以下の運動を、超光速として観測され得るのは、私の回答に書いたとおりです。

もし、超光速で動いている物質があったとしても、”超光速”という情報自体が、”光速”で我々に伝らなければならないので、結局”観測不可能”なのです。

ただ注意しなければならないのは、「光速不変の原理」は、特殊相対性理論が成り立つ”局所慣性系”の中でのことであって、この”局所慣性系どうしが超光速で遠ざかる”のは何の問題もありません。ただし、先ほどと同様、超光速で遠ざかる現象は”観測不可能”です。つまり、宇宙の膨張速度が超光速であるというのは、観測結果ではなく理論的な(それも相対論による)結論です(理論上だけの存在を”実在する”ということは出来ませんね)。

あと屈折率nが1以下の物質中を通過する光は、

 n=c/v

の関係からvは超光速になりますが(X線が金属を通過する場合など)が、これは単に運動空間が変化したことによるもので、異なる空間における光速を比較することは意味はないでしょう。
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>No.43751


あくまでC+C=2Cで=Cではありません。速度の合成に"+"を使ってはいけないだけです。
>No.44613
話が整理されずさらにややこしくなってますね。
>No.45484
実際に超高速のものはありますし、観測されています。
>No.46484
相対論は全然怪しくありません。

最もまともなのが、No.44044さんでしょうか。
しいて言わせてもらうと、相対論は証明されたのではなく、矛盾が発見されていないだけです。
また、電飾の速度は、長くなくても光速以上になり得ます。

で回答ですが、光速より速いものはあります。
・インフレーション宇宙の膨張速度
・特殊媒質中での光速(NECで確認済)
どちらも相対論には矛盾しません。
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こんにちは。

僕は大学で物理を勉強しています。
面白そうな話をしていたので混ぜてもらおうと思いました。
光は、止まってる人から見ても動いている人から見てもおんなじ速さで見えるということですが、これはあくまで光についてのことなので天体同士では相対的に光速度を超えることもあるのではと思います。
つまり、左に光速の2/3で動いてる物体から右に向かって進んでいる光を見たとしてもcですが、右に光速の2/3で進んでいる物体を見たら4/3に見えると思います。

ただこの話は僕も聞いたことがあるのですが、
相対的ではなくそのものが光速を超えていると聞きました。(たぶん)
そうなると相対論が怪しいということになるみたいです。
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どうも。

田舎の大学で蛋白質の研究をしている大学院生です。おもしろそうな議論なので参加させてもらいます。専門外ですが、一応、相対論や量子論の単位も取得しているので、参考になれば幸いです。

まず、光速の話ですが光(電磁波)はどのような慣性座標系で観測しても一定であることが詳細な実験から分かっています(マイケルソン-モーレイの実験)。これを自然法則として、アインシュタインが相対論を構築したわけです。つまり、「相対論が正しいならば、光速は不変」という議論は逆で、「光速が不変」というのは実験事実なのです。

この「光速不変の原理」により、我々の時間や空間に対する概念が根本的に変わりました。もし、光速を越える物質があると、その物質は時間の逆流を経験する(?)ことになる。時間が逆流する事、すなわち原因と結果の順序が変わることは、”あり得ない”から(因果律)、すべての物の運動は光速を越えるはずがない、という理屈です。しかも、物体を加速すると加速に使われるエネルギーが質量に変換され、光速に至る前に、質量無限大になってしまいます(ちなみに光子の質量は0です。これは、静止しないことを意味してます)。


さて、超光速の話ですが、光速の何倍もの速さで実際に観測される物もあります。しかし、そもそも”光速を越えたという情報”も光速で伝わるはずなので、実際の超光速は観測されないことになるのですね。あら不思議?!

実はこのような現象は、光速以下の運動で説明できるのです。詳しくは「間違いだらけの物理概念」という本に載っていますが、ようは物体が実際には光速以下で”観測者側に近づく”ような運動によって、”見かけ上”光速を越えたように見えることもあるのです。
この”見かけ上の速さ”は、観測者に対する物体の運動方向と速度(もちろん光速以下)に依存することが、数学的解析から比較的容易に得られます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
ドウモ難解ですが、いつか本を読んでみたいと思います。

お礼日時:-0001/11/30 00:00

初めに断っておきますが、自信は全くありません^^;


光は、良く分からないので、音で考えてみます。
救急車が遠ざかっていくとき、ドップラー効果で波長が長くなって音程が低くなります。音の波の「山と谷」の間隔が長くなりますが、しかし、音速自体は変わらない気がします。これと同じようなことが光にも言えるのではないでしょうか?
例えば、インターネットの回線の速度が速くなっても、電流の速さは変わらないように…。

間違えていたら、どなたか正確なところをお教えください。

p.s.
光より早く遠ざかる天体の話は、私も高校のとき、聞いたことがあります。「宇宙の地平線」とか言われる概念だったと思います。その教科書によると、「より遠くを観測しなければわからない。相対性理論がどこまで正しいのかもわからない」というまとめがされていたように記憶してます。
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y45uさんの紹介してもらったHPに書いてある特殊相対性理論では、私は完全に間違ったことを言っていますね。


でも、あの説明では納得いかないです。まるでアキレスと亀の理屈だもん。
人が光によってモノを見ているので起きるパラドックスだと思うのは素人の浅はかさ?
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参考URLの高校生のためのアインシュタインの特殊相対性理論というものを見る限り、私が最初に回答した説は間違いだって気がするんですけど。

。。特殊相対性理論の所を見るとそんな気がします。高校生の為のやつなのに、おぼろげながらにしか理解できません(^^;

参考URL:http://homepage1.nifty.com/tac-lab/index.html
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 お礼、ありがとうございます。#8です。

>光速より先に行くことで見ることはできるのなら理解できますがー。。。

 一番単純な状況を考えてみましょうか。

 その前の準備として、宇宙船が遠方に行くとして、速度は速ければ速いほど到達所要時間は短くて済みますね。相対論的に宇宙船内と外では事情が異なるので、外から宇宙船を見たときの所要時間としておきましょう。

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 そのため、この宇宙に光速度より少しでも速いもの(つまりタキオン)があれば、たとえ我々から無限大より速くなくても、因果律は成り立たないことがあることになります。物理学も因果律が成り立つという暗黙の前提を置いていることが多いです。

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 お礼、ありがとうございます。#8です。

>光速より先に行くことで見ることはできるのなら理解できますがー。。。

 一番単純な状況を考えてみましょうか。

 その前の準備として、宇宙船が遠方に行くとして、速度は速ければ速いほど到達所要時間は短くて済みますね。相対論的に宇宙船内と外では事情が異なるので、外から宇宙船を見たときの所要時間としておきましょう。

 光速度だと1光年当たり1年、光速度の2倍だと半年と、速いほど所要時間は短くなっていきます。もす速度が無限大だと、所要時間は0になり...続きを読む

Q宇宙開発 最新事情

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やはり日本語以外の言語で書かれていることが多いため苦労します。

現代の宇宙開発の最新事情を知ることのできる日本語のHP等
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Aベストアンサー

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参考URL:http://www.jaxa.jp/

Q第一宇宙速度、第二宇宙速度、脱出速度

地球の質量をM、ニュートンの万有引力定数をGとし、地球の半径をRとする。地球表面の質量mの物体に地球が及ぼす引力は両者を結ぶ方向に働き、大きさはF=GMm/R二乗で与えられる。

(a)地球の表面で真上に発射したロケットが地球の引力圏から脱出して無限方向へ飛んでいくために必要な最小の速度を脱出速度、第二宇宙速度と呼ぶ。力学的エネルギー保存則を用いて、この脱出速度を求め、G、M、Rで表せ。

(b)一方、地球の表面で水平に発射したロケットが地上に落下せずのに地球の周りを回り続けるために必要な最小の速度を第一宇宙速度と呼ぶ。
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(a)万有引力は保存力ですから、万有引力だけを受けて運動するロケットの力学的エネルギーは保存されるはずです。
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力学的エネルギーとは、「位置エネルギーと運動エネルギーの和」を意味します。
ただ、位置エネルギーと一言でいっても、受けている保存力のそれぞれに対応した位置エネルギーを持つので、注意が必要です。本問のロケットは、万有引力だけを受けていますから、考える位置エネルギーは、万有引力による位置エネルギー(以下Uとします)だけです。
また、位置エネルギーは、基準点の採り方が任意ですから、基準点をどこにするかを決めておかなければなりません。本問もそうですが、基準点を無限遠方に設定し、そのときのU=0としておくのが一般的です。
 
(ア)地表を、速度Vで出発したとします。このときの
 運動エネルギーK=(1/2)mV^2
 万有引力による位置エネルギーU=-GMm/R ※
∴力学的エネルギーE=(1/2)mV^2-GMm/R
 
もし、Vが小さすぎると、ロケットは無限遠方に達する前に速さ0になってしまうので、無限遠方に届きません。言い換えれば、無限遠方に達することができるためには、無限遠方に達したときになお速度が0にはなっていないことが必要なのです。
(イ)無限遠方に達したとき、速度がwになっていたとすると
 運動エネルギーK'=(1/2)mw^2
 U=0
∴力学的エネルギーE=(1/2)mw^2
 
力学的エネルギー保存則より
 (1/2)mV^2-GMm/R=(1/2)mw^2
式を見るとわかるように、Vが大きくなるに従ってwも大きくなることがわかります。逆に言えば、w=0になるようなVこそが、ロケットに与えるべき最小の速度V0だと判断できるはずです。
 (1/2)mV0^2-GMm/R=0
∴ V0=…
 
※ 位置エネルギーUは、その物体を、注目している点から基準点まで運んだきたときに保存力がする仕事として定義されています。
ロケットが、地球中心からXの位置に有るとき万有引力は、地球に向かう向きで大きさF=GMm/X^2 です。
定義に従えば
 U=∫[R,∞] (GMm/X^2)・dX・cos(180°)=-∫[R,∞] (GMm/X^2)・dX
cos(180°)が付く理由は、万有引力の向きとロケットが進む向きとが逆だからです。力の向きと逆に進むとき仕事は負になることは明らかです。
 U=-∫[R,∞] (GMm/X^2)・dX=-GMm/R
 
(b)ニュートンの運動方程式によれば
 ロケットが受ける合力=質量・加速度
また、力と加速度はベクトルですから、合力の向きと加速度の向きとは常に一致しています(∵質量>0ですから)。
いまロケットには万有引力しか働いていませんから、
 万有引力=質量・加速度
となり、加速度は万有引力の方向(地球の中心に向かう向き)です。
ところで、ロケットは水平方向(地表に対して平行な方向)に進んでいますから、加速度は速度に対して直交する向きに作用していることになります。これは、万有引力による加速度には、接線方向の速さを変える効果は無く、速度の方向だけを変える(地球の中心方向に傾くように)作用があるだけだということを意味します。
ロケットは、地表にぶつかることなくまた地球から離れることもなく進むという仮定ですから、ロケットは速さを変えることなく、半径Rの円周上を進み続けていることを意味するわけです。このような運動は、等速円運動であることは明らかです。
ゆえに、ロケットの運動は、半径Rの等速円運動として処理して良いことになります。
等速円運動しているなら、ロケットには向心力が働いているはずです。いま、ロケットに働いている力は万有引力でしたから、万有引力が向心力の役割を果たしていると考えれば良いのです。
 向心力=質量・速度^2/半径
です。
∴ GMm/R^2=m・v^2/R
これを解いて
 v=…

(a)万有引力は保存力ですから、万有引力だけを受けて運動するロケットの力学的エネルギーは保存されるはずです。
力学的ネルギー保存則を使うときのパターンは、(ア)ロケットが地表を出発したときと、(イ)無限遠方に達したときについて、力学的エネルギーを数式で表現して、両者が等しいとする解き方です。
 
力学的エネルギーとは、「位置エネルギーと運動エネルギーの和」を意味します。
ただ、位置エネルギーと一言でいっても、受けている保存力のそれぞれに対応した位置エネルギーを持つので、注意が...続きを読む

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今から14年ほど前にNHKスペシャル「驚異の小宇宙人体」が放送されていましたが、そのオープニングで、恐らく谷川俊太郎さん(と思うのですが)の詩が大滝秀治さんの朗読で流れていたと記憶しています。確かタイトルは「生命」だったような気がするのですが、近くのレンタルビデオ屋にはもう置いておらず、私の周りでは誰も持っていないので確認できません。
できれば、この詩が収録されている書籍のタイトルや出版社などが分かればうれしいのですが、どなたかご存知の方いらっしゃいますでしょうか?
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Aベストアンサー

家にビデオがありました。

からだ―闇に浮かぶ未知の惑星
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星くずにつらなるもの
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【プレスリリース】世界最速スパコンより1000倍速くナノより小さい分子コンピュ-ター


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http://www.ims.ac.jp/topics/2009/100317.html


詳しい方教えてください

Aベストアンサー

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あきらめました。

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Aベストアンサー

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私にはあまりに深遠な部分は理解できないでしょうが気になりました。
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それによると、ビッグバン後10^(-36)sec ~ 10^(-34)secで宇宙は10^(28)倍に膨張し直径1cmになったと書いてありました。と言うことは、膨張スピードvは

v=1cm/10^(-34)sec

と単純に計算すると10^(32) m/sというアホな数字が出てきます。光速の10^(24)倍です。これはどういうことでしょう?光速よりはるかにはやく物質(といえるかどうか、とにかくエネルギーの塊でしょうか?)が伝達していると言う印象をうけますた。

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Aベストアンサー

インフレーション理論は、空間が膨張したといっているだけで、物質が移動したわけではないから光速度不変の原理には反しないのではないでしょうか。
空間が膨らむわけですから、Aと言う物体とBと言う物体の距離は高速より速く離れていったとしても、AもBも移動は全くしてないわけですから。
光速度不変の原理は、あくまで「物体を加速して得られる速度が光速を超えることはできない」というだけのことですから、空間そのものが膨張している場合には適用できないと思います。

ちなみに、膨張宇宙理論によると宇宙は現在も膨張し続けているし、ある一定以上遠い銀河は光速より速く離れているそうですよ(これより遠い銀河には相対論的に到達不可能だそうな)。「空間」が膨らんでいるわけだから、相対距離の増加が光速を超えても問題ないわけです。

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昔、TBSに勤務していた秋山さんが、ソ連のソユーズで衛星軌道の取材に行った時は、億単位の運賃を
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 スペースシャトルに乗せてもらった日本人は、運賃を払いません、乗客ではなく、宇宙ステーションの技術船員として勤務のため乗船しているからです。

 宇宙飛行士は運賃をアメリカに払って観光旅行しているわけではありません。国際宇宙ステーションでは、アメリカ、ロシア、ヨーロッパ、日本など15の国が共同で出費し様々な科学実験をしたり宇宙観測をしているのです。
科学実験は微重力で振動が少なく温度も一定という環境でしかできない様々なことをしています。たとえば半導体の結晶を作る実験とか、タンパク質の合成とかです。これらたくさんの実験装置を国際宇宙ステーションへ持ち込み、宇宙飛行士は組み立てて取り付けたりします。実験そのものは地上からの遠隔操作で行い、データを収集します。そして次世代コンピュータの開発や難病の薬の開発などに役立てようとしているのです。

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(計算上考えられない、計算が合わない)

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