宇宙空間で波長が減退することはないのですか？

質問

宇宙空間で波長が減退することはないのですか？

クエーサーは100億光年以上離れたところにあって、それはそこから発せられる波長（？）によって観測できると聞きます。
波長というのは真空状態であれば無限大に進行するものなのでしょうか？
また、ブラックホールなどの重力にも影響はうけないものなのでしょうか？

今はやぶさが話題です。
ああいう人工の機械を宇宙空間で操作するのも、その電波をしようしているのですか？

すみません、何分私の知識が浅く、漠然とした質問となってしまったと思いますが、
よろしくお願いします

回答No.1

pasocom · ベストアンサー

質問者様が質問文で「波長」と書かれているものは正しく言えば「電磁波」のことかと思います。
「電磁波」とは電波（通信で使うような）やX線、紫外線、光などのことです。
宇宙の果てにあるという「クエーサー」を観測できるのはクエーサーから光や電波が地球に届くからです。この「電磁波」は当然、減衰します。電磁波は空間の四方八方に飛び散ります。数学的に言うと距離が２倍になると電磁波の強度は1/8になってしまいます。それでも地球まで届くのは元々発せられている電磁波が非常に強力であり、地球上でも現在非常に微弱な電磁波まで観測できる科学力があるからです。
宇宙空間で電磁波はどこまでも進行します。ただし、上に述べたように衰弱はします。一般的に言うと電磁波は直進しますが、実は重力によっては進路が曲がります。つまりブラックホールなどの強力な重力のそばを通過する場合には、その重力によって曲がるのです。これを「重力レンズ効果」といいます。
よって、地球上からある天体が観測されても、その天体が本当にその方向に存在するのか不確かです。ちょっと曲がった方向に本当はあるのかも知れないのです。
＞人工の機械を宇宙空間で操作するのも、その電波をしようしているのですか？
そうです。宇宙空間で何らかの通信（操作）をしよう思ったら電磁波以外に方法がありません。しかし、電波（光）のスピードは無限ではなく、秒速30万kmですので、何億kmも離れた「はやぶさ」などを操作する場合には、地球上で操作しても相手に届くには数時間もかかることもあるのです。そのタイムラグも計算の上で操作する、という難しさがあるのです。

回答No.3

雪中庵（@psytex）

「波長」というのは、光や電波のような電磁波を差すと理解します。
こうした電磁波は、距離の自乗に反比例して減衰します。
ただし、電磁波をになう光子は量子＝エネルギーの最小単位であり、
その減衰は、個々の光子のエネルギー低下ではなく、密度が小さく
なる事によります。
（膨張のドップラー効果による「減衰」は、個々の光子の振動数が
引き伸ばされて小さくなる（＝波長が伸びる）事によります）

回答No.2

tetsumyi

極めて本質を突いた、また物理学の盲点を付いた質問だと思います。
何十億年以上も宇宙空間を飛んで来た光や電波が何の変化もしないで地球まで到着して正確な情報を伝えるというのは信じ難いことです。

私の個人的な理解は光や電磁波にとって時間も距離も超越しているという見方です。
光の速度ということはそれ自体にとって時間は停止しています。
光はどんな状況でも１次元で現れるが、重力があると空間の曲がりのために結果的に曲がって観測できることになります。
光は空間を越えた１次元の電磁場に発生する現象であり、空間を振動しながら、または光の速度で長距離を飛んできた物では決してないと考えます。