引力の伝播

引力の伝播は光と同期が取れていますか？
けっこうつっこんで色々質問することになると思います。

No.1 回答者： psytex 回答日時： 2012/08/03 13:16

どちらも光速です。

また、光が時空を規定する基準である以上（光速が最高速
＆どんな運動をしていようと必ず光速）、時空の曲率と等価
である重力場も、光速で伝わる。
（光子も重力子も静止質量を持たず、運動エネルギーだけが
量子単位として粒子をなすので、光速以下ではあり得ない）

この回答へのお礼

すみません、最初にも書きましたがかなり質問します。
(ほんとすみませんが、書き込みがあるたび質問になると思います)。

ええと、いきなり私の認識と違う点がありました。
>光が時空を規定する基準
我々の立場から見た場合は、光が不変になるので扱いやすいため、
多くの論文が光に数学的な基準に合わせてると言う認識がありましたが、
光が物理的な何かを定義付けてる認識はありませんでした。


>重力子も静止質量を持たず
重力子についてこうゆうレベルで断定的に決めても良いのですか？問題ないのですか？


>時空の曲率と等価である重力場
これについて、そうであると確証を持てる観測結果、
もしくは理論は存在しますか？


こっちのほうが本題です。
ブラックホールからの、重力と光の出力について、
一見等価でないように見える理由を教えてください。
どうもブラックホールはその総質量の引力がどこまでも届く前提で扱われているように見えます。
一方、光は常に光速は、ブラックホールの事象の地平線を突破出来ないとするのが一般的な扱いに見えます。
これについて同期が取れているとする内容をお願いしたいです。


psytexさんの書き込み内容を見ると、重力波説を断定してるように思えますが、
これについてはそれでいいですか？
これは、歪みの連続によるその伝播自体を、重力の伝播とは扱わない説だと思います。違ったらすみません。


私が調べたところによると、
相対性理論による回転による質量の巻き込みも最近やっと確認されたばかりで、
重力の伝播その物については全くと言っていいほど観測が出来てないように見えました。
相対性理論による、原因と結果の理論はまだしも、伝播と言う仮定については未着手と言っていいレベルに思えました。
その認識は違うのですか？

お礼日時：2012/08/04 00:47

No.2 回答者： cozycube1 回答日時： 2012/08/04 12:07

　関係する、どの物理学理論の、どの数式の、どの項に疑問があるのでしょうか？

　まず、その辺りをどうぞ。

この回答へのお礼

回答しやすくするために、一般相対性理論に絞ってもらって構いません。
量子力学的な挙動が不安定になる物については考慮してません。

内部の細かい場所と言うよりは、全体の基盤となる部分に対しての疑問なんだろうと思います。
ただ、空間が歪んで貰わなくてはこの質問ができなくなるので、
フリードマンの式や重力についての式などは(回答や質問の手段として)使うことになるんだろうなぁ、と思います。

お礼日時：2012/08/04 17:49

No.3 回答者： psytex 回答日時： 2012/08/04 12:31

#1の者です。

「ブラックホールから重力は届くが、光は届かない」というのが、疑問の発端のようですが、原因と結果を混同しないように。
「ブラックホールという独立した現象があり、そこから重力や光が発する」のではなく、重力によって（空間の基準線たる）光が脱出できなくなる事を、ブラックホールと呼んでいるのです。

（ちなみに、ここの利用ガイドを読んで、守った方が良いです。最初の質問の補足以上のものは、新たな質問としてスレ立てしましょう）

この回答へのお礼

すみません。意味が分かりませんでしたので、分かりやすくお願いします。

私が知りたいのは、何をブラックホールと呼ぶかではなくて、同期が取れているかどうかです。
質問に対しての回答に不審を感じた場合はその場で質問をします。


同期に関しては、私が勝手に使った言葉ですので、書きなおします。
常に光と重力は4次元内において同等に伝播しますか？
これが質問内容です。

ですので、3の回答だと同期してないように思えますが、
それを同期が取れているとする内容について知りたいです。


>「ブラックホールから重力は届くが、光は届かない」というのが、疑問の発端
実際には違いますが、一般相対性理論における歪みの解釈の問題と思ってください。
顕著に出てくるのは宇宙の伸縮とブラックホールだと思います。


1については、質問自体が伝わらなかったように思えましたので、
もう一度質問しなおします。
様々な箇所を完全に断定してますが、それで問題はないんですか？

お礼日時：2012/08/04 17:42

No.4 回答者： cozycube1 回答日時： 2012/08/04 18:45

　お礼、ありがとうございます。

#2です。

>回答しやすくするために、一般相対性理論に絞ってもらって構いません。

　何を仰っておられるのか、一瞬、分かりませんでした。私が質問しているのかと思いました。

　ご質問があれば、分かることがあれば、回答いたします。

　再度申し上げます。物理学分野と数式を示して頂いて、どこにどういう疑問点があるか、仰ってください。それなしに話は始まりません。

　まさかとは思いつつ、念のため。「引力の伝播は光と同期が取れていますか？」を一から一生懸命説明した挙句、それについてのツッコミについて、追加説明をせよということでしたら、それは出来かねます。

　一応、重力波は一般相対論では電磁波と全く同じ形式の数式だが、重力波は未検出。重力場の移動（木星等）による、重力伝搬速度測定の検出も、確かなものは未だなされていない。

　重力子（グラビトン）は、長距離力であることから光速度との予想はあるが、量子化されていない（量子重力理論はできていない）ので、未だよく分からない。超ひも理論で重力子解が出たとされるけど、現実の重力子に対する予測能力が低すぎる。

とだけ説明しておきます。提婆達多に説法なんでしょうけど。

この回答へのお礼

>物理学分野と数式を示して頂いて、どこにどういう疑問点
今の(この質問の)段階でそこに疑問はないです。

>「引力の伝播は光と同期が取れていますか？」を一から一生懸命説明した挙句
私は、説明すること自体不可能ではないの？ と言う認識です。
なお回答は、極論的には「してる or してない」で構いません。

>それについてのツッコミについて、追加説明をせよということでしたら、それは出来かねます。
すみませんがそうゆうことです。ただし回答に相当、または類似する物がない場合は追加説明は求めません。

この質問は、なにを回答しても問題が出るので、
それについてなぜその回答に至ったのか、なぜそれを書いたのか、について聞かせて頂くことになると思います。
出来ないとされる場合は、無理にお付き合い頂かなくても一切構いません。

お礼日時：2012/08/04 19:55

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2012/08/04 19:11

これはあちこちでよく見る

「重力子はブラックホールを抜け出られないのになぜブラックホールの周辺に重力はあるのか｝

という質問だと思います。

実は、ブラックホールには電場もあるので、

「光子はブラックホールを抜け出られないのになぜブラックホールの周辺に電場はあるのか｝

という質問と同じことになると思います。


このあたり私もよくわからないのですが、

「ゲージ粒子の交換とはゲージ粒子が本当に相手側まで飛んでいってたどり着く」

ということではないと私は考えています。

そうでないと、電磁場は紙一枚で遮ることができることになってしまいます。

力とは「仮想ゲージ粒子の交換」なので、この「仮想」あたりに
真相が含まれているような気がします。

中途半端な回答ですみません。

この回答へのお礼

>中途半端な回答ですみません。
いえ！質問の趣旨を分かって頂いてありがとうございます。
回答ではなく疑問の提示として受け取りましたが、私にとって有意義です。

ただ、特にそれに限定した質問ではなくて、
常に宇宙では見えている物に対して等価の重力が発生してるのか？
と考えてもらって構いません。


tknakamuriさんの回答では、
重力子に関しては光と同期する(？)が、重力の伝播は光と同期しない、
というように見えました。(この解釈で合ってますか？)

また、そうだとする場合、
光の観測よりも(可能であるならば)重力の観測のほうが正しい宇宙が見えると言うことになるのだと思います。


>力とは「仮想ゲージ粒子の交換」なので、
よく分からなかったのがここです。
どのような交換とか、媒介とかを想定してますか？

お礼日時：2012/08/04 20:07

No.6 回答者： jelfe 回答日時： 2012/08/04 19:17

重力に関して断定できることはほとんどないですよ。

同期はしてないと扱うことのほうが多いです。

この回答への補足

お礼に誤字がありました。
>紐だと相対性理論を保証しながら同期してないとみたいですけど。

紐だと一般相対性理論を保証しながら、同期はさせていない。
とお読み下さい。

補足日時：2012/08/04 20:57

この回答へのお礼

そうだとは思うのですが、
一般相対性理論の範疇を超えて同期していいものかどうなのか。
また、この理論は歪みを説明する物であると思いますが、何が歪んでるのか明確にしてないみたいです。

ひもにしろなんにしろ、同期しないと扱う(私が知る限り)全ての理論には、
歪まない物と、それに作用する物があるのです。

ですので、どこをどう伝わるのかが変わってしまって、
同期の判断が実際によく分からなくなります。
紐だと相対性理論を保証しながら同期してないとみたいですけど。
2年前のエリックにしろ、各々が全然違うことを書いても否定できる決定打はないように感じます。

これは質問じゃないです。


単刀直入なご回答ありがとうございました。

お礼日時：2012/08/04 20:15

No.7 回答者： cozycube1 回答日時： 2012/08/04 23:32

　その御質問に至った、参考文献（教科書、論文等々）を列挙してみてください。

この回答へのお礼

なに一つないです。

お礼日時：2012/08/05 01:13

No.9 ベストアンサー 回答者： jelfe 回答日時： 2012/08/05 09:46

本当の同期だったらの話。

絶対零度の物体に対して光を当てたら？その時重力は？
鏡に光を反射させたら？その時重力は？
ブラックホール内部からの重力子は確証がないですが、重力と光は？

この回答へのお礼

重力はたしかに貫通します。
電磁波は周波数によって挙動が変わります。
極めて密度の高い宇宙も重力は直進するのだと思います。

質問内容からすると、的を射た回答です。
本当は違うことを意図した質問だったのですが、
質問の内容は変更しないでこのままにするのが筋だと思うのでこのままにします。

ところで、同期しないと言ってると解釈しましたがそれでいいですか？
例えばこの場合、おそらくは重力の観測が可能ならばそのほうが正しい宇宙が見えることになると思います。

お礼日時：2012/08/05 11:38

No.10 回答者： cozycube1 回答日時： 2012/08/05 10:21

　ついでに追加です。

　一般相対論についてあれこれ仰っておられますね。

　マイナスの質量のりんごがあるとします。反物質ではないですよ？　反物質はプラスの質量です。

　マイナスの質量の物質（エキゾティックな物質）は、文字通り、質量（すなわちエネルギー）がマイナスです。いわば「ゼロより軽い」ということになります。

　さて、普通のりんごとマイナスの質量のりんご（同じ形状とし、質量の絶対値としては等しいとしておきましょう）を、地表近くの高さで手放したとします。

　普通のりんごは落ちます。では、マイナスの質量のりんごはどうなるか、お分かりになりますか？

　ちなみに、重力伝播の速度の測定は、確かなものがまだありません（2002年の観測は疑わしいなど）。重力波もまだです。重力子は量子重力理論が未完成のため、観測などは、手の付けようがありません。分からないものの観測の仕方なんて分かりませんから。
　超弦理論の一部では「重力場の量子化ができた」と言いはするけど、パラメータが決められないとか（ほとんど「観測して決めないといけない」と同義に思える）、まだまだ。

　これに関して言えば、光子は観測できるのに、なぜ仮想粒子（観測不能な粒子）であるゲージ粒子として扱われるか、分かりますが？

　ところで、仮想ゲージ粒子なんて言われて、「痛い頭痛」みたいな感じもしないなら、相当に用語と意味が分かっていないと思われます。気を付けましょう。

　あと、ブラックホールに電磁場や重力場があるのは当たり前です（降着円盤からのものではない）。

　ブラックホールになる前から、周囲に電磁場も重力場もあったからです。定性的には非常に単純な話。質量や電荷がブラックホールとなって飲みこまれても、既にその周囲にある「場」が残るのは当たり前です。

この回答へのお礼

　

お礼日時：2012/08/05 11:41

No.11 回答者： cozycube1 回答日時： 2012/08/05 12:02

　質問者様は物理学は何一つ分からない。

そういうことでよろしいですね？

　光子がなぜ仮想粒子であるゲージ粒子かお分かりですか？（2度目）