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光が一定の速度であることについて考えてみました。
深い知識が無いので全然おかしな事を言っているかもしれませんが 光速と質量と空間についてのモデルを考えて見ました。 数式組み立てようとしたらややこしくて無理でしたのでイメージです。 まず光がなぜ一定の速さを保てるのかについて考えてみました。 まず確認されている事をいくつかピックアップしてみる。 1-粒子性を持つのにぶつかってエネルギーを与えても速度は落ちない。 2-光の媒体は空間である。 3-空間は重力によって曲がり光の行路も曲がることが知られている。 光とは何かについて仮説を立ててみた。 仮説1：光は質量である。しかも完全な・・。 この完全な質量とは、例えば鉄球と銀球は大きさが同じでも質量は異なる。 この場合一見密の様に見える鉄球や銀球にもその質量内に空間が存在していると考えられる。 この見えない空間が完全に埋まってしまった状態が光子であると考える。 すなわち質量が完全に密である物質は大きさに関係なく光速で移動する。 なぜそう考えるかというと、 根本には空間がもつ密度を平衡に保とうとする性質をもつと考え 物質が得る質量と加速度 ｍａ と これによって起こる物質内の空間の通り抜けとか空間密度の差異がｍａと＝で結べると考えると 慣性の法則もなりたつし、完全に密な質量に対しては加速減速の概念が適応できなくなる。 すなわち一定の速さで移動していると考えられないでしょうか？ それが計測すると光速といわれる速度で-粒子性を持つのにぶつかってエネルギーを与えても速度は落ちない。 という事に対して答えを出すことが出来る気がします。 さらに光子がスピンして飛んでいた場合を考えても 直進する光子が体積を持つとして光子表面の一点が螺旋軌道を描き実質光速を越える動きをしていても、空間と質量を完全に分離して考えれるので矛盾を生じさせなくてすむ。 この考えだと 光子とは１つではない可能性があるり 大きさや形状も異なる可能性があることになります。 大雑把ではありますが 光速一定と質量と空間のモデルについてです。
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素粒子の運動方向が、磁場などで急激に曲げられると、 その「運動量」がつんのめって、運動エネルギーだけが 真っ直ぐに飛び出します＝光量子を放出します。 光子とは、エネルギーの最小単位であり、あらゆる相互 作用は、究極的に量子相互作用に還元されます。 「光子がぶつかってエネルギーを与えても速度が落ちない」 などということはなく、ぶつかってエネルギーを与えた瞬間 に消えます（反射とは再び放出＝エネルギーを吸収する事）。 光の軌跡が「曲がる」というのは、空間が曲がる事と同義と されるのは、それが最短距離だからです。 「空間が平坦」とか「測定とは独立した外的存在」といった 日常的センス（素朴唯物論）では、光量子は扱えません。 光量子作用は、原理的（経路積分など）において、瞬間 作用とされます。 存在の階層現象性を表面的に捉えることで、「静止」して いる（＝無の不確定性無限の潜在としての）自我仮説性の 方が、光速で移動（プランク定数の収束の時系列化）し、 無の闇は相対的な光の風になります（光とは闇なのです）。 四次元時空を記述する式において時間項にはC(光速)が 掛けられています=時間は光速で過ぎています。 空間的確定化により無限不確定化する存在性を、その無限性 の潜在たる認識可能性の変移の時系列化＝仮想的時間軸への 相補分化を可能にする事で、現象表面的に相補的不確定性＝ 不確定性原理に基づく有限的存在性を可能にしているのです。 そこにおける光量子性(=存在性)とは「無の相対化」自我仮説 の相補としての、時空仮説に対する無の射影なのです。
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ちょっと気になったので、もう少し差し出口を利いておきます。 光は重力で曲がります。質量はないですけど、運動量も運動エネルギーもあるからです。そこから便宜的に光子の質量を定義することはあります。 空間の性質は調べられてますよ。重力的には遠隔作用説であるニュートン理論に始まり、歪みであるとして近接作用に書き直した一般相対論です。電磁気学もそうです。これは電磁気学的な空間の歪みを記述してます。これらに限らず、「場」というものは物理の一大分野です。 素粒子レベルでの重力の話がでてますが、深入りは止めたほうがいいです。重力を素粒子レベル、つまり量子化ですが、それは量子重力理論と呼ばれていて、現在専門家がやっきになって作ろうとしています。しかし、数式的に無限大があちこちに出現して、まったくうまく行っていません。一生をそれに費やすつもりなら止めませんが。ただ専門教育なしで一から始めてどこまでいけるか見当もつきません。
- shiara
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どういうモデルなのか、理解できません。理由は、使っている用語の定義が不明、数式による説明がない、説明が論理的ではない、などです。 「光は質量である。」といっているときの「質量」の定義はどういうものでしょうか。これが光の話でなければ一般的な質量を思い浮かべるのですが、光について言われると、それなら質量の定義は何か、と聞きたくなります。静止した物体をＦの力で押して加速度ａで動き出したときにその質量をF/aで定義するのが普通の質量ですが、光の場合はこれに当てはまりません。あなたの使っている質量の定義を示してください。 「数式組み立てようとしたらややこしくて無理でしたので」とありますが、物理学は数式を使って定量的に扱って初めてその理論の正しさを示すことができます。単に定性的な説明をできるだけでは、理論の正しさを示すことはできません。例えば、光は重力によって進行方向を曲げられる、というのは、一般相対性理論の正しさを示す証拠と考えられていますが、単に曲がると予言しただけでは正しいとは言えません。光が重力によって曲がるというのは、ニュートン力学を使っても計算することができます。しかし、ニュートン力学で求めた値は実際の値よりも小さく、一般相対性理論で求めた値が実際の値に近いことから、一般相対性理論の方が正しいと考えられているのです。定量的に示すことが重要なのです。 説明は、自分だけが分かるものであってはいけません。少なくとも、三段論法を使って論理的に説明してください。当然、必要な用語はその定義を明確にしておかなければなりません。 以上を踏まえて、再度説明をお願いします。
補足、承りました。 ディラックの一般相対論の教科書は入門書です。それさえ理解できないで、こんな妄想撒き散らしても何の意味もありません。その教科書より平易というと「時空と重力」（藤井保憲）くらいでしょうか。多分、理解できないと思いますけど。 挙げているその他の本は啓蒙書にしか過ぎません。啓蒙書はトピックを紹介しているに過ぎず「何故そうなるか」は書いてありません。物理の基本言語である数式もありません。啓蒙書も「ならちゃんと勉強しよう」という背中を押してくれる意義はありますが、それだけから理論を敷衍しようなどとは笑止千万です。「何故」が書いてないからです。 啓蒙書で紹介されているトピックを受け入れるだけで満足するか、きちんとした数式で説明してある教科書を理解したうえで考察するか、どちらか決めないといけません。 もし数式で相対論を理解したければ、事前に力学と電磁気学だけはマスターする必要があります。さらにお考えになりたそうな事項には量子論が含まれていそうですが、それなら量子力学の前に解析力学をマスターしなければなりません。その上で相対論と量子力学を勉強してください。 考察したいなら、それからです。物理をなめないで頂きたい。
- wild_kit
- ベストアンサー率32% (581/1804)
１．『完全な密』とは何を表すのか説明がだいぶ不足している。 大きさが同じでも質量が違うことが『空間の疎密』の説明らしいが、詳細な説明がないので話を具体化できない。 『空間』とは何なのでしょう？？ 素粒子レベルで説明できますか？？ ２．空間が持つ『密度を平衡に保つ性質』の説明も不十分です。 それがそういう作用なのか具体的な検証が無い。 ３．『完全な密』になると突然光速を得られる理論が説明できていない。 ＳＦの設定ならいざ知らず、実世界の物理理論とするにはまるで説明が足りない。
今まで読んで理解している物理学、特に相対論の教科書は何ですか？ 列挙で結構です。
補足
相対論の本は、ちくま学芸文庫の一般相対性理論をよみましたが理解不可能で挫折しています。（数式についていけませんでした） それ以外では、佐藤勝彦 著 の相対性理論がみるみるわかる本 アトム博士の相対性理論などをよんでみました。このあたりは理解できたつもりです。
光子は私にとってなぞの粒子です。 物理学上は光子は質量＝０です。 しかし、どうだろう、観測できないほどの質量を持っているかもしれませんよ。 ニュートリノも最初は質量＝０でした。現在は質量を持っている ことは一致した見解です。 私は、光子は質量を持っていると思います。 そう考えると、ブラックホールに光子が閉じ込められる も納得できますね。 そもそも、光子は粒子なのか？波動なのか？わかりません。 粒子としてなぜ減速しないのかわかりません。
補足
皆さん正月早々私の疑問についてお答えしてくださり有難うございます。 光は身近でありながら未知の物質です。 答えが出るか出ないかに関わらずこういった事について考える時間が私は好きです。 否定・肯定問わず色々なお言葉をいただけて幸いです。
- Tacosan
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「質量が完全に密」という表現が何を意味するのか, きちんと定義する必要があります. たぶん, これは誰にも通じてないと思うよ. 「加速減速の概念から逸脱した状態」ってのも謎だけど.
- tetsumyi
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一所懸命考えたことは評価できますが、どうも考え方が逆のようです。 現在の認められた考え方は、 光は質量を持たないが電磁エネルギーを持つのでエネルギーは質量として観測できる。 光（電磁場）や重力からすれば、瞬間的にどんな距離でも届いているが空間の性質として時間の遅れとして現れる。 このような考え方で成り立っている相対性理論によって不可解だった多くの現象が説明できるようになりましたし、今のところこの理論を覆すような物理現象は見つかっていません。
補足
ご回答ありがとうございます。 光は質量を持たない＞ これは、加速減速の概念から逸脱した状態であれば 見た目上質量を持っていないように見える（重力の影響を受けない）可能性は無いのでしょうか？ 思考実験で合わせ鏡にレーザーを水平に照射したら 重力で光が落下するとかそういったことは想像できません。（実際にはどうなるかわかりませんが） 光が質量を持たないと言われる理由や実証実験ってどんな方法かにもよるとおもいます。 電磁エネルギーを持つのでエネルギーは質量として観測できる。 光（電磁場）や重力からすれば、瞬間的にどんな距離でも届いているが空間の性質として時間の遅れとして現れる。＞ これについては、全然否定とかしてないです。 波動性と粒子性について独立して考えることが出来るのではないかと 思ったのです。 モデル案は相対論に補足的な解釈をいれる程度のもののつもりです。 今現在確認されている事項と理論に 大きな矛盾を生むことになるのでしょうか？
- kgrjy
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ご質問が ＞すなわち一定の速さで移動していると考えられないでしょうか？ その前提が、 ＞質量が完全に密である物質は大きさに関係なく光速で移動する なら、中性子星やブラックホールも光速あるいは準光速で移動してくる？見えた瞬間我々の地球も飲み込まれてしまうが。
補足
中性子星やブラックホールも光速あるいは準光速で移動してくる？＞ そうはならいように考える事が出来ます。 完全に密な質量のみが光速を出すのであって それ以外の密でない物質は 空間（真空中）と質量内に含まれる空間の密度の差異（表現として適正ではないです） が速度として現れると考えられるので、完全に密で無い物質は静止できますので準光速で移動すると考えなくてもよいと思います。 宇宙空間に有るとされるダークマターは波動性を失った質量であるかもしれないとかとも考えられたりしませんか？ この場合移動はしていても他の質量に対してエネルギー伝播しないのでぶつかられてもなんとも無い。ちょっと話がそれてます、すいません
補足
粒子レベルで説明できますか？？＞ ご指摘有難うございます。 素粒子についてはその振る舞いや現象について全くといっていいほど知りませんのでそれについては説明できません。 それがそういう作用なのか具体的な検証が無い。＞ 空間の性質についての検証実験というものは研究されていたりするんでしょうか？その事についても全然調べていませんでした。 『完全な密』になると突然光速を得られる理論が説明できていない。＞ これは、理論というより考え方の一つとしてなのですが、 空間や物質の最小単位について考えるといたちごっこのようなことになりますよね。原子→中性子→クウォークなど 私が言いたいのは突然光速を得られるという事ではなく 加速や減速の概念から外れることの出来る考え方の一つでないか？ ということなんです。 質量を持っていても重力の影響を受けず、空間の歪みに準じ、なおかつ外力による速度の変化をもたらさない。 これを満たす考え方の一つとしてどうなのだろうと思ったのです。 わかりやすく説明するためには数式が必要ですね。 説明不足であり、ＳＦの設定と言われてもしかたないと思います。 でも、面白い考え方だとも思っています。 ご意見いただけると足らないところがどんどん出てきて すぐ「だめだな」ってなりそうですけど 面白いのでもう少し考えて見ます。有難うございます。