宇宙最速は光以外にある？

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？

No.17 回答者： ryumu 回答日時： 2000/12/07 00:58

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。

No.16 回答者： nanashisan 回答日時： 2000/12/06 19:17

＞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。

No.15 回答者： y45u 回答日時： 2000/12/02 02:17

#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

No.14 回答者： ryumu 回答日時： 2000/12/01 23:33

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。

No.13 回答者： nanashisan 回答日時： 2000/11/29 18:55

＞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。

No.12 回答者： yohei123 回答日時： 2000/11/28 01:59

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。

No.11 回答者： ryumu 回答日時： 2000/11/25 20:44

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。

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

No.10 回答者： supersonic 回答日時： 2000/11/23 22:59

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。

No.9 回答者： nonkun 回答日時： 2000/11/23 22:52

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？

No.8 回答者： y45u 回答日時： 2000/11/23 21:21

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