重力の伝達する速度

質問

重力は光の速度で伝達するとされています。それを否定するつもりはありません。

光速は理論上有限の定数であり、実測もされていることはわかります。

重力が光速で伝達することの理論的根拠はなんでしょうか？また、実測することはできるのでしょうか？

回答No.7

ibm_111 · ベストアンサー

>重力が光速で伝達することの理論的根拠はなんでしょうか？

真空中で（したがって、エネルギー運動量テンソルに掛かる係数は関係ない）、
アインシュタイン方程式を線形近似して適当にゲージを固定すれば
波動方程式が導けます。

>また、実測することはできるのでしょうか？

重力波の速度を測定したという観測ならあります。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1312616748

お礼

回答ありがとうございます。
真空中では、エネルギー・運動テンソルは０なので、係数は関係ないんですね。

＞アインシュタイン方程式を線形近似して・・・
うまく理解できません。もう少し勉強してみます。

回答No.12

ibm_111

何やら変な回答者ばかりなので丁寧にツッコミを入れておきますと：

No.9さん
>何も無ければ空間に歪みは生じねーだろ。（重力は発生しねーだろ。）

例えば、シュバルツシルト時空には、原点を除いて何もありません。
真空、つまりエネルギー運動量テンソル=0として
アインシュタイン方程式を解きます。

ブラックホールの質量は単なる積分定数として導入されます。

それと、重力波は何もない空間を伝わることができます。

さらに、確かにエネルギー運動量テンソルは重力場の源になりますが、
別に空間が最初からゆがんでいても構いません。
ミンコフスキー空間⇒R_μν=0は自明ですが、
逆は全く言えません。

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No.11さん
アスペの実験と重力波は関係ありません。

>1982年のアスぺによる実験は、
>明確にベルの不等式が量子力学において破られていることを示すものであり、
>量子力学は不完全であるというアインシュタイン等の主張はしりぞけられ、
>アインシュタインの局所性原理は正しくなく、
>”非局所的な遠隔相互作用”が存在することが最終的に確認されています。

ここまではOK

>つまり、重力は伝達する物ではなく、
>非局所的な遠隔相互作用として存在し働くことが、確認されているのです。

ここでなぜ突然重力が出てくるのでしょうか？

お礼

たびたびの回答ありがとうございます。

＞アスペの実験

ご指摘のとおりのようです。

おかしなことになる前に、ここで閉じさせていただきます。

回答No.11

Oaktreefield（@Oaktree-field）

＞重力は光の速度で伝達するとされています。
それは一般相対性理論で、過去にそのように説明されていただけで事実ではありません。

その件は、1982年のアスペの実験によって決着したとされています。

1982年のアスぺによる実験は、明確にベルの不等式が量子力学において破られていることを示すものであり、量子力学は不完全であるというアインシュタイン等の主張はしりぞけられ、アインシュタインの局所性原理は正しくなく、”非局所的な遠隔相互作用”が存在することが最終的に確認されています。

つまり、重力は伝達する物ではなく、非局所的な遠隔相互作用として存在し働くことが、確認されているのです。

＞重力が光速で伝達することの理論的根拠はなんでしょうか？
相対論の局所性原理が間違いであることは上記の通り確認済みです。

お礼

回答ありがとうございます。

アスペの実験ははじめて聞きましたので、調べてみたいと思います。

回答No.10

島崎 信也（@zakky74）

zakky74でございます。

昔、社会プレートが農業社会であった頃、そして判断基準の中心が王様であった頃、宇宙自然の理解は神・聖書・教会・牧師たちだけが解析していました。

ですが、天動説から地動説へと認識に大転換が起きる様になってからは、神・聖書・教会・牧師たちによる宇宙自然の解析ではなく、学術による解析へと明確に移動しました。判断基準の中心は、王様から個人一人ひとりへと移り変わり、社会プレートは産業社会へと移動しました。

これは明確な中心の移動です。

学術は、とても大ヒットしました。それまで、ごく一部の人しか宇宙自然を解析する事も語る事も赦されなかった時代が、個人一人ひとり誰もが皆、宇宙自然を解析する事が可能になりました。

数学・物理学・経済学などを始めとした学術の開花による恩恵です。学術は、理解方式・認識方式を個人に提供してくれましたから、個人から観れば、学術を通して誰もが皆、宇宙自然の仕組みを理解出来る様になります。

個人から観れば、学術はとても有り難い存在です。
学術は新しい時代・社会を切り開く原動力になります。
如何に、それまでの原動力に限界が来ていたのでしょうか？

僕は宗教による、或いは神・聖書・教会・牧師たちによる宇宙自然の解析は、既にこの時から破れており、明確に終わっていると観ています。やってはいけない、という意味ではなく、中心には置けない、メジャーではない、理解・納得が出来ない・・・という意味です。

ですので、僕も宗教的な考えによって宇宙自然の仕組みを解明できるとは思っていません。宗教・神・聖書・教会・牧師は参考書であって、教科書ではありません。

僕自身はその様に認識しています。

ただ、僕も学術を全般的に追及してきましたが、今の時代となってはここにも限界が来ている様です。多くの未解決問題があり、それらは既存の論理を超えたところで繋がっている様な気がしてなりませんでした。

数学の事も、物理の事も、生物の事も、各々の未解決問題や疑問というのは、何だかそれを超えたところで手を繋いでいる様な気がしていたんです。

ですので、

＞まだまだ、疑問は山積みで、理論的に何か根本的な間違いがあるように感じているだけで、宗教的な考えを持つものではありません。

に対しては全く同感であり、同意します。

それは僕個人の見解ですが、僕個人の見解とせずにもう少し視野を広げた時の話をしてみたいと思います。

宗教は、神という観点から出発した演繹的なアプローチです。全ては一つ、神から出発するというスタンスです。ですが、その神から一体どの様にしてこの複雑な世界を創っていったのかの説明が一切ありません。

と言うか、神そのものが抽象的です。
漠然としています。

ですから、神が一体どの様にして重力を生み出したのか、光を生み出したのか（光あれ、ではなく光の誕生メカニズム）、物質がどの様にして生み出されたのか、そういう事を理解・納得出来ませんし、誰かと共有・共感する事も出来ません。

その意味は、神・聖書・教会・牧師による解析では、物質の生滅メカニズムも、光も生滅メカニズムも、重力の生滅メカニズムも、動きのイメージも、理解・納得が出来ませんし、人に伝達する事も不可能です。

ですから、神からのアプローチでは

＞＞物質よりも光は細かい世界ですね。
＞＞その様に光よりも重力は細かい世界です。

物質・光・重力のWhat・Whyが分かりません。
この様な事が何を意味しているのかが分かりません。
学術のイメージを借りなければ、無理です。

＞＞光から重力を語るのではなく、重力から光を語らねばなりません。

生滅メカニズムが分からない場合は、光と重力の関係も分かりません。各々の明確な生滅メカニズムを理解していないからです。

物質・光・重力のWhat・Whyが分からない状態ですから、

＞＞＞「重力は光の速度で伝達するとされています」
＞＞実は、ここが間違っております。
＞＞光速に対する理解（というよりも暗記）も間違っております。

学術が、一体どの様にして物質・光・重力を理解しているのかという事も理解出来ませんので、何がどの様に間違っているのかの説明責任が果たせません。

物理学では、重力・電磁力・弱核力・強核力の４つの力を統合して理解・説明出来る時に、宇宙自然の全ての仕組みを解明できるとする最終理論があります。最終理論を探す為に色んなアプローチがされていますし、候補も幾つか上がっています。

相対性理論と量子論を統合しようとする試み。
ひも理論。
M理論。

いずれにしましても、最終理論である事を確認する為には、ニュートン・デカルトに始まった宇宙観は基より、相対性理論による宇宙観、量子論による宇宙観、ひも理論による宇宙観、M理論による宇宙観の全てを理解・説明できるものでなければなりません。

一つひとつが、明確にイメージ出来る事が重要です。

＞＞ですから、未だに最終理論の理解にもなっていませんし説明する事も出来ていません。超対称性を発見する事も出来ませんし、仕組み・メカニズムを解明する事も出来ません。どの様に破れていくのか、などの細かいメカニズムですね。

ですから、自発的対称性の破れ、超対称性からどの様に破れていくのか、などについての細やかなイメージは、全ての物理学・数学で予見されている宇宙観と矛盾なしで、理解・説明されるものでなくてはなりません。

神そのものが漠然として抽象的な論理体系では、土台からして無理でございましょう。ですから、宗教も未だに最終理論の理解にもなっていませんし、説明する事も出来ておりません。

辛うじて「全ては神から出発している」というだけであって、では学術が伝える全ての論理体系や理論などとの照合はどうやって為されるのだろう・・・などという作業は一切やってくれませんね。また、それはやらなくてもいい、などと思っている様な節も感じます。

学術は、宇宙自然の仕組み・メカニズムを明確に理解したいとする欲求がありますので、最終理論の理解・説明の際は他の論理体系、或いは理論とも整合性が取れているものでなくてはなりません。

神・聖書・教会・牧師による解析では、確かに無理でした。

＞まだまだ、疑問は山積みで、理論的に何か根本的な間違いがあるように感じているだけで、宗教的な考えを持つものではありません。

宗教的な考えによって、最終理論への到達も無理であるならば、bond44さんのご質問に対する応えを返す事も無理である事の理由について触れながら、一体学術が何と向き合い、どんな限界を迎えているかについて大雑把に触れてみました。

お礼

たびたびの回答ありがとうございます。

個人的には、ダークエネルギーの導入などが、天動説論者が周回円を導入したことと同じ状況ではないかと感じているということです。

回答No.9

isa-98

＞真空中では、エネルギー・運動テンソルは０なので、係数は関係ないんですね。

何も無ければ空間に歪みは生じねーだろ。（重力は発生しねーだろ。）
ただ単にこう言っているだけ。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E3%83%BB%E9%81%8B%E5%8B%95%E9%87%8F%E3%83%86%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%AB

こりゃ、＃８の方が期待度高いかも♪

お礼

＞何も無ければ・・・

おっしゃるとおり！

＞真空中では、エネルギー・運動テンソルは０なので、係数は関係ない。

ここで削除させていただきます。

回答No.8

島崎 信也（@zakky74）

zakky74でございます。

＞回答ありがとうございます。

＞知識レベルは大学の教養レベルです。
＞最近の宇宙論等では、理論と合わない観測が多くあって、何か根本的な見逃しがあるように思えます。

仰る通りです。

極めて致命的な弱点がございます。それは、物理学に留まらず数学にも言える事でございまして、前回の投稿でもお伝え致しましたが学術の土台に対する弱点なんですね。

その弱点の上に、どんなに立派な建物を建てても崩れ去るのは明白です。暗記・暗記・暗記の物理、数学でございましょう？ちょっと本質的な質問をすれば誰も応える事が出来ません。

それは、未だ解明されてないという答が来ます。

＞「重力は光の速度で伝達するとされています」

実は、ここが間違っております。
光速に対する理解（というよりも暗記）も間違っております。

ですから、未だに最終理論の理解にもなっていませんし説明する事も出来ていません。超対称性を発見する事も出来ませんし、仕組み・メカニズムを解明する事も出来ません。どの様に破れていくのか、などの細かいメカニズムですね。

それは、学術の土台では無理です。

アインシュタインですら間違いがあります。ホーキングすら、科学のアプローチを見直さなければならないかもと言っています。

今の時代、日本では、既に最終理論が解明され、説明され、宇宙論に対する物理学が取り組む全ての疑問は既に解消しています。その観点からお応えしています。

学術では、宇宙論に纏わる疑問に答を出す事は出来ません。
致命的な弱点に気付かないままでは。

お礼

再度ありがとうございます。

＞今の時代、日本では・・・

まだまだ、疑問は山積みで、理論的に何か根本的な間違いがあるように感じているだけで、宗教的な考えを持つものではありません。

回答No.6

Tacosan

ゲージ理論によれば
無限遠まで届く力 = 媒介するゲージ粒子は光速度
だ＞#4.

お礼

回答ありがとうございます。

補足

グラビトンを考えると、ブラックホールからグラビトンは脱出することが出来ずに重力が伝わらなくなるようで、疑問です。

回答No.5

isa-98

ちゃんと学術的根拠を持っています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B

重力すら調べるつもりが全く無い方の為に代わりに読みます。

＞アインシュタイン方程式からは、時空の歪みの源は質量ではなく、エネルギーと運動量からなるエネルギー・運動量テンソルで決まることがわかる。

すなわち、エネルギーや力Fと同義であると言っています。
力はN（ニュートン）であり、重力も（N）ニュートンで表せます。

お礼

回答ありがとうございます。

エネルギー・運動量テンソルに掛かる係数の中に、定数ｃが含まれていることを確認しました。

回答No.4

島崎 信也（@zakky74）

この問に対しては学術では答を持っておりません。

そして、重要な事は学術という土台、その根本が既に限界があり、未熟さがあるので、今、世界に山積する問題を解消解決する事が出来ないという事を明確に気付くべき時です。

それを前提として、お応え致します。

物質よりも光は細かい世界ですね。
その様に光よりも重力は細かい世界です。

それゆえ、光を扱う事によって重力を語る事は出来ません。
逆は出来ます。

宜しいでしょうか？

光から重力を語るのではなく、重力から光を語らねばなりません。
bond44さんは、重力についての理解はどれくらいなされているのでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。

知識レベルは大学の教養レベルです。
最近の宇宙論等では、理論と合わない観測が多くあって、何か根本的な見逃しがあるように思えます。

回答No.3

isa-98

重力だけが物理学の制約を受けないと考える事は出来ません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B8%A6%E6%B3%A2%E3%81%A8%E6%A8%AA%E6%B3%A2

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F

実際には重力波を検出する方が先決です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E6%B3%A2_(%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E8%AB%96)

＞また、実測することはできるのでしょうか？
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E6%B3%A2_(%E7%9B%B8%E5%AF%BE%E8%AB%96)#.E9.96.93.E6.8E.A5.E7.9A.84.E3.81.AA.E6.A4.9C.E5.87.BA

光速度Cで伝播しないなら、惑星同士の軌道計算に確実に狂いが生じるはずです。

お礼

回答ありがとうございます。

重力波は空間のゆがみを検出しようとしていますが、空間とともに時間もゆがむということはないのでしょうか？

回答No.2

tetsumyi

理論的根拠は相対性理論です。
相対性理論の意味するところは光速とは、この空間で距離は時間の関数であってこの距離と時間を結びつける定数であると言うことです。
従って、全ての物理現象は離れた位置に影響を及ぼすには光速以上の時間の遅れが生じることになります。
電磁場、重力場等は光速度で他の場所に現れると言うことです。
重力の急激な変化、重力波を測定する試みがされていますが今までの所、実測できていません。

お礼

回答ありがとうございます。
一般相対論の基本方程式の中の重力テンソルに掛かる係数の中に定数ｃが含まれていました。