光に質量がないことは誰がいつ発見したか

質問

光は完全に質量がないとは測定しきれないようですが、
光は光速を超えた脱出速度を持つ超重力の中性子星などから飛び
出せることから質量はないとされています。

光に質量がないことは誰がいつごろ気が付いたのでしょうか。

回答No.8

shiara · ベストアンサー

質量とはどういう概念か、ご存知のことと思いますが、あえて説明しますと、質量とは、加速されにくさ、を表す量です。質量が小さい物質は、同じ力を加えても、加速度は大きくなります。それは、ニュートンの運動方程式からも明らかなように、加速度＝力／質量となるからです。もし、質量がゼロの物質があるとすると、ほんのわずかの力でも、無限大の加速度で動くことになりますが、そのような物質は存在しません。質量がゼロの物質というものは、あり得ないのです。
　さて、そこで、光の質量についてです。そもそも、質量という概念は、決して光の速さにはならない物質について意味のある概念であり、常に光速度一定で動く光に適用できる概念ではありません。つまり、光には質量の概念は適用できないし、また、必要もないのです。ただし、光子として考えたとき、そのエネルギー運動量ベクトルは内積がゼロになり、そのことを指して「質量がゼロ」と言ったりします。これは、普通の物質では、エネルギー運動量ベクトルの内積が（静止質量×光速度）^2になるので、それとの類似で使うことがあるからです。しかし、それはあくまで便宜上のことであることを忘れてはいけません。

お礼

大変参考になりました。光は物質ではない。光はエネルギーの運動形態と言うことですね。有り難うございました。

回答No.9

noname#26663

光はヒッグス場に干渉されないと言う理論がこれ。＾＾
http://www.kek.jp/kids/class/particle/higgs.html

では、みなさん頑張ってくらはい。
応援してます。
おやすみなさい。＾＾

お礼

Ｈｐ紹介有り難うございました。

回答No.7

noname#26663

Maxwell方程式で表されることはご存知でしょうか？
良く知ってるよ。

どうやったらアインシュタイン解で０ゲージが論議出来るようになったのかは知らんけどな。

お礼

有り難うございました。

回答No.6

wild_sheep

電磁場（つまり光）の時間発展がMaxwell方程式で表されることはご存知でしょうか？Maxwell方程式を量子化すると光子という概念が出て来て、その質量がゼロだということが理論的に導かれます。つまり、光がMaxwell方程式に従うならば光の質量はゼロということになります。

　逆に言えば、光の質量がゼロだと決まった訳では有りません。光の質量がゼロだとした理論は現実とよく合うということです。光の質量がゼロであることを疑うならば、光の質量が有限だという理論を作って、その理論の方が予言能力が高いことを示さなければなりません。それに成功した人はいないので、光の質量がゼロだと思って不都合はないのです。

お礼

maxwellの電磁方程式自身は質量を用いずに電磁波の速度を出していると言うことでしょうか。有り難うございました。

回答No.5

noname#26663

アインシュタイン解の一つです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%B4%E3%82%A1%E3%83%AB%E3%83%84%E3%82%B7%E3%83%AB%E3%83%88%E3%81%AE%E8%A7%A3

０ゲージ理論はここで。
http://azusa.shinshu-u.ac.jp/~haru/U1.pdf

どうやったらこのアインシュタイン解から、
光速は３０万キロです。とか、光に質量はありません。
こう言う子供気味た解が導出出来て、議論すべき重要点になるのかは分かりませんが。

回答No.4

moby_dick

まず、アインシュタインの特殊・一般相対性理論は全くのナンセンスです。
光の相対速度は、任意であり、秒速30万キロの制限などないです。

さて、光に質量はあります。
そのため重力に引かれます。
（「空間が曲がっていて、光の進行方向が曲げられる」のでなく、
「光の質量に重力がかかり、光の進行方向は変えられず、引かれ、結果『光の進行』が放物線を描く感じ」のこと。）

中性子星などからの光については、
その光の相対速度などにより、飛び出せたり、飛び出せなかったりです。

回答No.3

Tacosan

ど～でもいいんですけど, 「光速を超えた脱出速度を持つ超重力の中性子星」なんて存在しません. というか, 脱出速度が光速を超えていたら, 普通はブラックホールという.
相対性理論としては「光速で運動するためには静止質量が 0 でなければならない」ということになります.
ちなみに静止質量は 0 ですが光子は運動量を持つため, 圧力を及ぼすこともありますし光を発すれば反作用も生じます＞#1

お礼

そうでした。光速の１/３くらいでした。ご指摘有り難うございます。

回答No.2

nagata98

参考ＵＲＬ：相対性理論～質量は錯覚だ
http://homepage2.nifty.com/eman/relativity/illusion.html

回答No.1

maxmixmax

え？光って質量があるのでは？

何の抵抗も影響も受けない空間に
懐中電灯のスイッチを入れて放置すると、
光の反動でライトがついている方向とは逆に進みだすと
聞いた事があるのですが…。