光の速さが最高速？？

質問

地学で講義を受けた時に
「光が宇宙でもっと速く空間を伝わる。」と教えられました。

光よりも速い物質が無いと定義するのは光よりも速い物が見つかっていないからですか？
それとも絶対零度のように計算上それが証明されるからですか？

回答No.7

sqwe-ir · ベストアンサー

まだ、光より早い物質は見つかっていません。

アインシュタインの、
E=Mc^2と言う方程式があります。

光速度不変法則の方程式を使うと、
物質は、光速になると質量が無限大になります。

この理論が正しければ、
この世に、光以上の速度を持つ物質は存在出来なくなります。

現に、加速器で素粒子を光速以上に加速させようとしても出来ないそうです。
ただ単に、それ以降の与えたエネルギーは、質量になるだけらしいのです。

この事から、
アインシュタインは恐らく正しく、光速以上で動く物質は無い。
この説が最も有力です。

しかし、元々物質が光速以上の速度だったと仮定して計算すると計算は、矛盾無く計算出来ました。

これを、タキオン理論と言います。
タキオンとは、光速以上の速度を持つ粒子と言う意味です。
残念ながら、タキロンと命名出来る物質は発見されていません。（永久に無理かもしれません）

光速度不変法則とは、真空中での事です。
重力の実験でも、空気中ではオモリと羽を同時に落としても、羽は強風でどこかに飛んで行ってしまい、
実験での証明は出来ませんね。＾＾

光も、水の中では速度が変化します。（遅くなる）
原子炉で、水分子が激しく振動すると、
遅くなった光速度より早く動いてしまい、発光します。（臨界の光）

これは、別に水の分子が光速を超えたのではありません。
どうあがいても、水分子は、秒速３０万キロ以上にはなれないのです。

あくまで基準は、真空中です。

でも、物質が光速を超えるといきなり光出すかもしんない。＾＾；

あくまで、物質（質量M）の事です。
空間は、質量ではありません。
空間が光の５倍で膨張しても、理論は変わりません。

方程式には、空間の項はありません。
空間が、光速以上でも問題は無い訳です。

専門家さんの回答が無いようなので、
すごくかみ潰して説明させて頂きました。（＾○＾）

回答No.10

machael

光より速い物質がないということは現代物理学における基本概念であることは多くの方が述べられている通りです。

では他の方とは違った視点の話をさせて頂くと、光速を超える物質「タキオン」がもしも発見されたらどういうことが起こるか分かりますか？

実は過去を変えることが可能になるのです。
勿論これはタイムマシーンが作れるという意味ではありません。
出来事は光の速さで伝わっていきます。つまり光速を超える物質は過去に行くことが可能なのです。（相対論を認めると）

その結果どういうことが可能かというと、仮に今２００５年にタキオンを検出すると核爆弾が爆発するような装置を国会議事堂に用意できたとする。そしてそのまま何もせず２０１０年まで過ごす。そして２０１０年にタキオンを２００５年の検出器に向かって発射する。すると発射する前と後では国会議員の面子が変わっていることになりませんか？もしくは、自分自身がその国会にいたら０５年の自分が爆死しているのに１０年の自分が発射させることができるのか？ということになりますね。

この因果関係の不成立がタイムマシーンが作れない理由であるとする考えもあります。

ただ、世の中のほぼ全ての物理学者が懐疑的に考えている量子力学の多世界解釈を認めればそのようなパラドックスは全て解消されますが…。

回答No.9

sekisei

参考までにですが。
宇宙で最も最速は真空中の光の速度度ですが、重力波も同じく真空中の光速度ですすむそうです。

ですので光だけが最も早いわけではないようです。

ただし重力波はまだ直接観測されていません。
（本題からそれてすいません。）

参考URL：

http://t-munu.phys.s.u-tokyo.ac.jp/168/168.htm

回答No.8

miniture_min

皆さんの答えを繰り返す形になりますが・・・・

光より速いものがないと言うのは、絶対零度の証明とは多少色合いが違いますが・・・・

相対性理論が正しいとするならば・・・・と仮定すれば、正しくなるでしょう。
ついでに分かりやすい説明を加えておきます。

物を加速するにはエネルギーが必要です。新幹線でも飛行機でもロケットでも速度が速くなれば速くなるほどエネルギーは多く消費します。まぁ、この程度のそくどなら問題はないのです。
光の速度というのは30万km/sつまり1秒で地球を７周半。こんな速度に近づけていくと、面白いことが起こります。加速する物質が重くなっていくのです。
これは光に近づけば近づくほど重くなります。

なるほど、「どんどん重くなるから無理なのか」と、勘違いしないでください。問題は、どうして重くなったのかです。答えはアインシュタインの有名な式で求められます。

　　　Ｅ ＝　ｍｃ^2　(^2で2乗と読む)

これは、核反応の時に物質の質量が減少した時にいくらのエネルギーが放射されるかを表しています。
頭のいい人はすでに分かったと思いますが、要はこれの逆の反応が起きているのです。

光の速度に近づけば近づくほど、エネルギーを要します。要したエネルギーの一部で質量が増加してしまうのです。

光の速さに近づくと、
Ｅ　:　　　　　　　　　 ・ ￤
　　:　　　　　　　　　 ・ ￤
　　:　　　　　　　　　・　￤
　　:　　　　　　　　 ・　 ￤　　上手く書けなくてごめん
　　:　　　　　　　 ・　　 ￤
　　:　　　　　　 ・　　　 ￤
　　:・ ・ ・ ・ ・　　　 　 ￤
　　:---------------￤------
　　　　　　　　　　　　　　c　(速度)
っていう関数を示します。
光の速度に近づくほどエネルギーが必要なのが分かりますね？急激に増えだしたのは、増えているエネルギーがどんどん加速するためでなく質量に変わっていくからです。光に近づけば質量は無限に増えていきます。無限に増えていくということは、無限にエネルギーを使わなければ光の速度に到達できません。

大体分かってもらえれば光栄です。

回答No.6

Kon1701

宇宙の始まり、ビッグバンの直後は、宇宙が光速以上の早さで膨張した、という理論があります。
もっとも、物質が生成される前？　光速以上で移動できる、というのとは違うかと思いますけど。

回答No.5

Piazzolla

直接の回答ではないですが。。。

光の速さを超えられないと言われているのは、物質や情報の伝達です。情報を運ばないものであれば、超光速のものはたくさんあります。
電磁波の位相速度やクェーサーの見かけの速度などは、超光速になっています。

●超光速運動
http://wwwj.vsop.isas.jaxa.jp/yougo/k01_super-luminal.html

●X波
http://pub.maruzen.co.jp/book_magazine/magazine/parity-back/parity2001/2001_10/110_key.html

●超光速通信（真ん中辺り）
http://nova.planet.sci.kobe-u.ac.jp/~matsuda/review/timeparadox.html

参考URL：

http://vsop.mtk.nao.ac.jp/~kameno/OpenDay/superluminal0.html

回答No.4

gacha_ping

現在存在が確認されていて、なおかつ計算上速度が求められるので、光がもっとも速いとされています。

もちろん、他の物質で光よりも速い物があるかもしれませんが、
大きさ・質量はどうあれ、我々の眼では確認できないでしょう。

回答No.3

kochory

＞光よりも速い物質が無いと定義するのは光よりも速い物が見つかっていないからですか？
＞それとも絶対零度のように計算上それが証明されるからですか？

どちらでもあると言えますね。
「光速が最高の速さだ」というのは相対性理論という物理学理論から示されることです。
この理論では、まず
「どんな速さで動いている人から見ても光の速さは一定だ」
ということを前提とするのですが、そこから数式をいじって
ごちゃごちゃやっていると、
「質量のある物質を（光速以下の速度から）加速していく場合、
どれだけエネルギーを与えても光速にまで加速することはできない」
ということが導かれるのです。
また、このことから、光速で運動できる物体は質量のない物体だけである
ということもわかります。
光（光子）は質量がないから光速で運動できるわけです。

これが計算上の「光が宇宙でもっと速く空間を伝わる。」ということの説明ですが、
この説明では「光速以下の速度から加速していく場合」しか扱っていませんので、
加速する前にもともと光速より速い速度を持っている物質の存在を
否定することはできていません。
そのような物質は「タキオン」と呼ばれていますが、まだ実際に観測されたことはなく、
いまのところ仮説的な存在に収まっています。
タキオンが観測されれば、それが最も速く運動する存在になるわけですが、
今のところ見つかっていないので、「光が宇宙でもっと速く空間を伝わる。」
ということになっているわけです。

回答No.2

nrb

現在の物理学にて妥当とされいるのは光の速さが最高速です
　では、実際に光よりも速い物があるのかの話ですが

　ある可能性があると言う学者もいてます
　まだ研究段階
　いまの人間が調べている範囲では光の速度を超える可能性はまだ、見つかっていないの現状です

　ただ、言えるのは
　ブラックホールみたいな巨大な重力化では、アインシュタインの理論が使えるかどうかも判ってません

　したがって今後、発見される可能性もあります
アインシュタインの理論を超える新しい理論が確率されるかもしれません

　物理学が地球のことも解明できない現状で地球に比べると無限の広さを誇る宇宙など
　まだ、ほんの少ししか判って無いのです
　未知の部分が多すぎます

　未来の研究結果に期待をしましょう

　だた言えるのは
現時点の物理学にて妥当とされいるのは光の速さが最高速と言う事です

回答No.1

D-JAGA

計算上の証明ではないはずです。
どちらかというと、光速より速い物質が見つかっていないという方が正しいと思います。
ただし、ある条件下において、光速より速く動かないと、理屈上おかしい現象(ブラックホールの蒸発など)があり、そこから、中性子などが光より早く動く可能性があるといわれているみたいです。ただし、実際光速より速く動いたという観測や、証明はされていないみたいです。
また、現在の物理学では、光速度が最速であり、不変であることを基本としているので、この理論が変わると、物理学会において大事件となります。