もしも光速ｃが小さくなったら？

質問

興味本位の質問ですので、お暇な方のみ答えて頂けると嬉しいです。

物理法則をいじって何が起きるかを考える遊びをしております。
遊びと言っても、物理をより深く理解することを目的として、もしもの世界を考えています。

今実験で観測されている光速ｃは秒速30万ｋｍですが、ｃがこれより小さくなったら、どんなことが起きると思いますか？

また、徐々に光速ｃそのものが減少していく現象があったとしたら、どんなことが起きると思いますか？

私は短くなったｃを維持するために、時空の歪みが大きくなり、時間の流れが遅くなると思いました。質量も大きくなると思います。でも全体が同時に変わるなら、結局宇宙は尺度が変わるだけで何も変わらないのではないかとも思いました。
ｃが定数であるということは、どういうことなのか知りたいです。
次に、徐々にｃが変化していった世界というのも考えてみようと思いました。変化の伝わる速度が変化するという現象を考えてみます。その現象が起き始める時空上の点があるとします。その点から始まって、全ての方向に等しくこの現象が広がっていきます。
どのようなことが起きるでしょうか？
私は、時空の歪みが波のように広がっていくイメージを持ちました。
いかがでしょうか？

回答No.2

sanori · ベストアンサー

こんにちは。
光速ｃが入っている物理法則を思い出せばよいですね。

ε0μ0　＝　１／ｃ^2
なので、真空の誘電率ε0と透磁率μ0の、少なくとも１つが大きくなります。
たとえば、誘電体中の光速が大きくなれば、コンデンサの容量が大きくなります。
そうなると、電子回路の中での信号の遅延にも関係してくるかと。

また、
相対論の静止エネルギーＥは、
Ｅ　＝　ｍｃ^2
です。
ガンマ線のエネルギーが、電子２個分の静止エネルギーである１．０２ｅＶ（＝０．５１×２）を超えると、電子と陽電子の対生成が起こります。
ｃが小さくなれば、１．０２ｅＶよりも小さいエネルギーで対生成が起こります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AF%BE%E7%94%9F%E6%88%90

＞＞＞私は短くなったｃを維持するために、時空の歪みが大きくなり、時間の流れが遅くなると思いました。質量も大きくなると思います。

よくわかりませんが、
ローレンツ変換による時間の遅れ、質量の増加のことをおっしゃっているのであれば、静止している物体については、そうは言えないのではないでしょうか。

＞＞＞でも全体が同時に変わるなら、結局宇宙は尺度が変わるだけで何も変わらないのではないかとも思いました。

一概にそうとは言えないのではないでしょうか。
光速は、電磁気と相対論に関係しますけれども、重力には関係しません。
よって、たとえば、帯電した物体（電質量を持った電荷）が受ける力の内訳を、電磁気力と重力とに分けて考えるとき、ｃが小さくなれば、両者のウェイトは変わるはずです。
（上述したように、ε0μ0　＝　１／ｃ^2　ですから。）

＞＞＞次に、徐々にｃが変化していった世界というのも考えてみようと思いました。

これもよくわかりませんが、
ｃが登場する物理法則の式で、ｃを定数ではなく時刻ｔの関数ｃ（ｔ）として、解くことが必要になるかと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

大変明晰なご回答を頂けて、有難く思っております。
私も回答者さまのように整然と物理を語れるようになりたいと願っておりますが、何分まだ勉強不足なもので、このような的を得ない質問をしている次第でございます。もっと物理を勉強したいと強く思いました。

＞光速は、電磁気と相対論に関係しますけれども、重力には関係しません。

私はこのことを知りたかったです。cは全ての物理量の基準にできるほど完璧な基準ではないですね。それをはっきりとさせたかったです。

＞ｃが登場する物理法則の式で、ｃを定数ではなく時刻ｔの関数ｃ（ｔ）として、解くことが必要になるかと思います。

相対性理論が既にややこしいのに、もっとややこしくなりますよね＾＾；
相対性理論のctのｃが時間変化を起こすのです。その時間とはメタ時間と呼ぶべきでしょうか？
しかし私は特殊相対性理論を勉強した後、このことについて考えてみたくなったのです。もしも、光速度不変の法則が破れていたら、それを観測することは可能だろうか？と、これは無知な人間の愚かな妄想ですが、考え出したら気になってしまったのです。

このことについては、また改めて考えてみたいと思います。

貴重なお時間を割いて、ご回答頂きありがとうございます。
私の理解の至らない点がございまして申し訳ありません。
早く追いつけるように頑張って勉強したいと思います。

回答No.3

noname#74145

楽しいですね、お付き合いします。

Mv=M0/√1-(v/c)^2
移動している物体の質量の計算式ですが例えばcを時速100キロとすれば飛行機は浮力を得る為に極端に大きな翼が必要になります、質量がどんどん増えて速度と浮力関係が現在とは大幅に異なるからです。化け物のような機体と法外な運賃、それに自転車程度の速度の飛行機しか存在しません。

次に光のドップラー効果
cが非常に小さい場合一般道を時速50キロで走行中前方の信号が青だったのでそのまま突き進んだ、ところが物陰から警官が、ピピー！信号無視だ！
そんな筈ないでしょ、ちゃんと青だったよ、と言っても目撃者は「いえ確かに赤だったよ」これは一体どういう訳だろう。
光のドップラー効果で波長が短くなったのですね。

警官側から
ネズミ捕りの最中
「スピード違反の車両が行きましたよ、色は赤のマーチ」「了解、赤のマーチですね」
ところが向こうから来るのは青のマーチのみ、これは一体？？？
と思いつつ目の前を通過した車両を後ろから見たら何と赤ではないか。
ドップラー効果をうっかり忘れていた新米警官はその後昇進が遅れたとか。

Ｅ=mc^2
燃焼や核分裂、核融合に伴う熱エネルギーの発生が極めて少なく現行のウラン燃料を1キロ使ってやっとお風呂が沸く程度。
銭湯や日帰り温泉の料金が一人一千万円！
老人福祉にも影響があります。

重力で光も曲がる、加速度と重力の等価原理
エレベーターの中に美女一人、そこに乗り込んで来た怪しげなサングラスの男、何か危険な雰囲気。
その男大胆にも女性のお尻を触って来たではないか、キャー痴漢！と叫んでも周りには誰も居ない、怖さのあまり声も出ない、今はおとなしくしていて犯人の特徴をしっかり覚えておこうと。
しかしエレベーターが動き出した時は身長200センチ位かと思ったが2～3秒後に見たら１７０センチ位、やっと着いた最終回で止まる直前に改めて見たら何と120センチ位。

警官：で犯人の背丈はどの位でした？
女性：え～と2メートル位だったかしら。
警官：ずいぶん大柄な犯人ですねえ、プロレスラーですか？
女性：いえ普通の人でしたよ、でもやっぱり170センチ位だったかしら。
警官：170センチ位ですね、間違いありませんね？
女性：そう聞かれると120センチ位だったような気もしますけど・・・
警官：・・・・・・・

ローレンツ短縮
新型新幹線発表会の席上
ＪＲ発表では今度の車両は何と1000メートルもあるそうな。
いよいよデモ走行、記者団は目の前を通過する車両に大きな期待を込めていた・・・が車両の何と短い事か。
ちょっと見た目には小型バス位の大きさにしか見えない。
マスコミとＪＲ側のやり取り、何だ大ぼらふきがマイクロバス並みじゃないか？
いえそんな事ないですよ1000メートルは有るんです。＊@#※＆＄＃

ｃが小さいか不安定だと人間不信の社会になるようです。

＞徐々に光速ｃそのものが減少していく現象があったとしたら、どんなことが起きると思いますか？

上で書いたような事が更に複雑に起こる、ＧＰＳは全く当てにならない

＞ｃが定数であるということは、どういうことなのか知りたいです。

定数が変化するとは矛盾ですが仮に変化しても一切検出出来ないのでは有りませんか。ちょうどこの瞬間全宇宙の時間が100時間止まったらどうなるかと言う問題と同じで検出のすべはありません。
ｃが変化した事を検証出来るならそれは定数とは言わないのでは有りませんか。
＞その点から始まって、全ての方向に等しくこの現象が広がっていきます。
その点は100光年彼方とするとその変化が地球に届くまで検出できないですよね。で届いてからもｃを強引に定数とするなら変化は確認できないと言う事になりませんか。
定数ではないなら、遠くの星の光が先に届く事も容認して良いなら星座の星々位置がまるで外惑星の見かけの逆行運動のように観測されても不思議ではないでしょう。

ｃを強引に定数にするか否かで天動説と地動説ほど結果は異なると思いますが。

でもやはりわかりません、自信ありませんね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
本当にありがとうございます。

私達の身の回りのことは殆どがニュートン力学で説明されますが、光が時速100ｋｍまで下がったら、お話頂いたように相対性理論の不思議な世界が目に見えるレベルになりますよね。そうすれば、相対性理論がもっと感覚的にわかるだろうに！
光のドップラー効果とかすごくリアルで嬉しいです＾＾

私は量子力学をまだ勉強していないので、微小な世界に及ぼす影響まではわかりません。物理定数についても、それを語る資格を持てるほど勉強が至りません。量子の世界まで配慮すると原子が存在できるのかすらわかりません…。

ただ、特殊相対性理論を学んだあと、重力が加速度と区別できないことをどうやって説明できるだろうかと考えて、時空を曲げ続ける力というか、ｃを変化させる力みたいなものがあって、時空が歪み続けることによって見かけ上の加速度が生まれているんじゃないかというような、自分でもよくわからないことを考え始め、これまた自分でもよくわからない質問をしてしまった次第でございます。
空間のある一部から時間が遅れ始めたら、そこが取り残されるようにして、力の伝わる進行方向へ距離が伸びると思います。だから、いつまでも加速度が加えられ続けるんじゃないかと…。意味がわからなかったらごめんなさい。時空が広がり続ける一方で、留まり続けようとする力が重力みたいな…

回答No.1

debukuro

基準が変わるだけで実用的には何の変化もないと思います
もしそのようなことが起こると私たちも外界も全部が変化するので観測できることは何も無いでしょう

お礼

ご回答ありがとうございます。

実質、何も変化は起きないということですね。

仮に外側から眺めて、他の宇宙と比較できるような存在がいたとしたら、初めて変化を認められるということでしょうか。中にいる私達にはどっちみち関係ないけど、ということで。

貴重な意見ありがとうございます。