膨張宇宙下における光速について

Question

ある記事に次のようなことが書いてありました。「宇宙膨張では光も光速＋膨張速度で進むんです。 光速も必ずしも不変とは言えないんです…。」と。このことは本当でしょうか。私は宇宙膨張の速度と光速は関係しないと思うのですが。宇宙の膨張速度が光速を超えることは理解できています。この方面に詳しい方どうか教えて下さい。

k30tradition · Accepted Answer

ある環境下では光速は30万㌔を超えるなんて、そんな思考は危ないです。すぐにやめましょう。相対性理論を疑うなんて、とんでもないです。ちなみに私は全く信じていません。

Tacosan · Answer

こういうのって, 言葉を選ばないとおかしなことになるんだよね....

例えばだけど, 何気なく書いてある「光速」ってどのようなものなの? 極論, 「光の速度」と解釈するなら「光は常に光速で進む」に決まってるよね.

e12mv2 · Answer

＞光速も必ずしも不変とは言えない
そういう議論は意味がない。
光は「観測者が属する系において光速度で直線運動する」のである。
なにがなんでも光速度でまっすぐ進んで見えるわけではない。

ブラックホールがいい例である。
ブラックホール付近の時空は特異点に向けて滝のように流れ落ちている。
光はこの系の中では光速度で進行する。
しかし流れのない無限遠にいる我々から見ると、時空の流れなど感知できないのだから、光の到着が遅くなる、すなわち相手の時間が引き伸ばされる。

このように、光と同じ系にいれば光は光速度でまっすぐ進むが、異なる系から同じ光を見ればそうでないように見える。

ブラックホールに落ちてゆく宇宙船がある。
無限遠に居る我々から見れば宇宙船を発した光が遅延してゆくから宇宙船の時間が引き伸ばされ、宇宙船の落下速度は次第に減少、事象の地平線付近でついに止まってしまう。
しかし当の宇宙船にいる宇宙飛行士から見れば、この宇宙船は速度を減ずることなくブラックホールに落下を続け、有限時間内に特異点に衝突する。

この時空のねじれは次元数を落とすと直感的に理解できる。
平らな紙に敷かれたまっすぐなレールの上を豆電球が等速直線運動している。
このレールは１か所だけ山になっており豆電球はその山を駆け上がり駆け降りる必要がある。
しかしまっすぐであることは変わりないし速度の増減もない。
レールや豆電球を直接見れるなら、向きを変えたのは山があるからだとすぐわかるし速度が変わらないことも納得できる。
しかしすりガラスを挟んで真上から見たらどうだろう。
見えるのは豆電球が発した光だけである。
山のところで「豆電球の速度が変わった」と見えるはずである。

ssawatake · Answer

それは「地球と言う座標系から観測すると」、と言う意味です。

宇宙には至る処重力で満ちてるから一般相対論を使います。
一般相対論での光速度不変とは、今、光が通過している無重力系に対して不変だという事です。

だから、遠～い銀河は地球から見て膨張速度が光速を超えるから、地球から見ると、そこからの光は地球にはズッと届かないという事です。

遠～い銀河を通過してる光は、その銀河の無重力座標系に対しては一定値Ｃです。

angkor_h · Answer

例えは、地表は地球の自転速度で常に移動しており、かなりな高速です。
その地表を移動する車も、その観測者(静止している人)も、
実は、その自転での移動速度が加算されています。
結局は、観測者が誰であるのか、と言う事になります。

ただ、特殊相対論では、異なる慣性系からの観測においては、
光速一定と言う原理の下で、時間の経過が違う、
ということで解決しているのです。

膨張宇宙下における光速について

ある環境下では光速は30万㌔を超えるなんて、そんな思考は危ないです。

こういうのって, 言葉を選ばないとおかしなことになるんだよね....

＞光速も必ずしも不変とは言えない

それは「地球と言う座標系から観測すると」、と言う意味です。

例えは、地表は地球の自転速度で常に移動しており、かなりな高速です。

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