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>ひかりは燃料がないのにスピードがあるのですか？ 普通の物体、たとえばボールでも投げるときにはエネルギー（燃料）を使いますが、その後は飛んで行きますね。まあ、空気抵抗でスピードは落ちるし、いずれ地面に落ちて止まりますが（これも、摩擦という抵抗のため）。人工衛星だって、打ち上げるときは燃料を使うロケットが必要ですが、軌道に乗ってしまえば、燃料なしでずっと地球の周りを回り続けています（飛び続けている）。 ジェット機は、ずっと燃料を使い続けて飛んでいます。燃料を使うのをやめる、つまりジョットエンジンを止めれば、どんどん遅くなって落ちてしまいます。これは、ジェット機が空気抵抗を受けているからです（もっとも、その空気のおかげで揚力を得て、飛んでいられるのですが）。 光も同じで、光を生み出すにはエネルギーが必要ですが、一度光を生み出してしまえば、をれを止めない限りは（消滅させない限りは、と言い換えても良い）、ずっとスピードを持って飛び続けるわけです。 ただ、光の場合は面白い性質があって、真空中では（空気中でもほぼ同じ）、誰から見ても同じスピードなのです。ある光を見ている人からすれば、そのスピード秒速30万km、その人に対して秒速15万kmで動いている人が、その光を見ても、やっぱり秒速30万kmなのです。 決して、光が秒速15万kmとか45万kmとかになりません。真空中であれば、誰がどう見ても、いつも光は秒速30万km。これはアインシュタインが気が付いたことで、それで（特殊）相対論ができました。誰がどう見ても、いつも光は秒速30万kmなのですから、誰も光に追いつくことはできません。つまり、光より速いものはないのです（例外は後で説明します）。 まあつまり、ニュートンが気が付いたことですが、動いているものは動き続けるのが当たり前ということで。 >もしひかりより早くなったらどんな現象になりますか？ これには、二つの答えが必要になります。 まずは、やろうとすれば今でも見ることができる現象があります。 光は、たとえば水中では真空中の場合より、光のスピードは遅くなります。この遅くなった光であれば、もう誰から見ても同じスピードではなくなります。追いつき追い越すことができるようになります。 もし、電気を帯びたもの、たとえば電子が充分速ければ、水中の光を追い越すスピードになれます。このとき、青い光が発せられます。これはチェレンコフ光と呼ばれています。 理屈を大雑把に述べておくと、電子の周りには常に電磁場というものができています。電子は水中の光を追い越せますが、電磁場は水中の光と同じスピードでしか移動できません。つまり、電子にくっついていなければならない電磁場が、電子から引き剥がされてしまうのです。電子という主を失った電磁場は消滅するのですが、電磁場もエネルギーをもっており、そのエネルギーが青い光に変わるのです。 もう一つ。それは、さっき真空中の光より速いものはない、と言いましたが、アインシュタインの特殊相対論を読んでいて、あることに気が付いた人がいました。「特殊相対論と何も矛盾なく、光より速いものがあり得る」と。これがタキオンと呼ばれるものです。タキオンは普通の物質とは逆に、光速より遅くなることができません。 タキオンの実物は、まだ誰も見つけていません。実はタキオンがもし実在すると、ちょっと困ったことが起こります。タキオンは過去へ行けてしまうのです。電波の代わりにタキオンを使う無線機とか携帯電話があれば、過去と通信ができます。一種のタイムマシンです。長くなったので割愛しますが、過去へ行けるタイムマシン、それは過去への通信でも同じですが、いろいろと説明できない矛盾が起きてしまうのです。だからタキオンは理論上はOKでも、実物はないだろうと考える人は多いです。 余談ですが実は、過去へ通信できるというのはタキオンが初めてではありません。19世紀にすでに、「過去へ行く電波」が理論上はある、ということが分かっています。この電波を先進波と呼びますが、これも理論上はOKでも、実際には誰も観測できたこともなければ、そういう電波を作れたこともありません。 余談ついでに、ライトコーンの話が出ているので少し。 幾何学で平面に直角で交わる線を引いた図をよく使いますね。横軸をx、縦軸をy、そして交わる点を原点にします。原点から離れた位置にある点までの長さをsとすると、ピタゴラスの定理でよく知られるように、 s^2 = x^2 + y^2 となります。アインシュタインの特殊相対論を読んだ、アインシュタインの数学の先生ミンコフスキーは「これは幾何学だ」と気が付きました。ミンコフスキーは、それで特殊相対論を書き直しました。それによれば、さっきの縦軸yを、光速c×時間tであるとして、原点からの距離は、 s^2 = x^2 - (ct)^2 だということです（xのほうをマイナスにしてもOK）。奇妙な幾何学ですが、このように光と空間は密接に関係しているということです。それで、時間と空間をまとめて時空と呼ぶようになりました。この幾何学で成り立つ時空をミンコフスキー時空と呼び、上の式に基づいた図をミンコフスキー図といいます。 面白いのは、ミンコフスキー図では、x = ct、つまり斜め45度の線上のどこでも距離sはゼロになります。真空中の光は、いつでもこの斜め45度の線上にあります（つまり光にしてみれば距離などはいつでもゼロ）。縦軸から見て45度の内側を「時間的な領域」といい、我々はそこにいます。45度の線上を踏み越えることはできません。 さっきのタキオンは、その45度の線の外側にいて、45度の線を踏み越えることはできません。そこは「空間的な領域」といいます。タキオンはx軸上を動くこともできますし（スピードが無限大）、x軸よりさらに下を行くこともできます（スピードが無限大より速い）。x軸より下側を行けるということは、縦軸が要は時間ですから、過去へ行っていることになります。 ちなみに、やはりさっき言及した先進波は45度の線上を下へ向かいます。 以上、ご参考になれば幸いです。
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- Mokuzo100nenn
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＞ひかりは燃料がないのにスピードがあるのですか？ 重さながないので、燃料不要でスピードがあるのです。 ＞もしひかりより早くなったらどんな現象になりますか？ もし、光より早くなったら今とは違った宇宙になっていたはずです。 どうなっているかは現在の宇宙の発展過程の詳細が明らかにならないと、シミュレーションすること（想像すること）すらできません。
お礼
ありがとうございました
- 雪中庵（@psytex）
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慣性の法則というのをご存知ですか？ ある速度で運動するものは、抵抗がなければずっと同じ速度で運動し続けるのです。 飛行機や車が、運動するのに燃料が必要なのは、空気や回転軸の摩擦があるからです。 真空中を飛ぶ衛星は、最初加速すれば、あとはずっと飛び続けているでしょう。 さらに相対性理論において、光には静止質量がないので、光速で運動する事によってのみ、その運動エネルギーを質量として存在し得る、という性質があります。 光速以下でも、以上でもあり得ないのです。 逆に、通常の物質は、加速するにつれ運動量が質量に転化し、光速に近づくにつれ無限大に近づくので加速できなくなり、光速には到達できません。 しかし、超光速なら可能です。 相対性理論は、静止質量を持つ物体を光速に加速するには無限のエネルギーを要する＝不可能、としていますが、最初から超光速の物体は禁止していません。 ただ、エネルギーが虚数になるだけです。 この「虚数エネルギーの超光速粒子」を、タキオンといいます。 エネルギーは相互作用に於いて自乗で表れるので、「時間順行の虚数エネルギー粒子」と「時間逆行＝負エネルギー粒子」は、等価になります。 その場合、意識そのものは時間巡行なので、素粒子が時間を逆行しても、単にその素粒子の性質を反転したものが、「過去からやって来た」としか感じられません。 エネルギーが虚数ということは、通常の時空とオーバーラップし得、かつ０（＝光速＝現在）でのみ相互作用し得ます。 それは即ち、「過去」そのものです。 「時間を反転」というとすごい事のようですが、あなたの足からボールにエネルギーを与えて蹴ったのが、飛んできたボールにあなたの足がエネルギーを与えてトラップしたのになるだけですので、見た目は全く普通です。 むしろ、ボールを蹴った瞬間に、過去と未来にボールが対発生したとも考えられます。 通常の素粒子の対発生は、「正エネルギーの粒子と反粒子（電荷などは逆だけどエネルギーは正）」の対発生なので、素粒子２個分のエネルギーが必要になるけど、この場合は、「正粒子と負粒子」の対発生なので、エネルギー的には運動量の交換だけなのです。 もし、そうした対発生が可能なら、エネルギーを要せずにどんどん物質が増えそう（正粒子と負粒子の対発生）ですが、なぜ通常は「正粒子と反粒子」に限定されるかというと、「過去への負粒子（虚数エネルギー）の発生」という場合には、空間自体も虚数エネルギーで対発生しているのです（過去と未来の対発生）。 相対性理論の四次元時空の式において、時間項はマイナスになっており、そのために空間軸と時間軸の等距離点に、“ゼロの面”ができます。 それが「ライトコーン」、即ち光子の形成する面であり、光速以下の領域（未来）と超光速の領域（過去）を分ける界面原点なのです。 その認識体(現在=光速)による大ざっぱな認識＝階層現象表面的定性化における非光速性に基づく時空仮説に対する、無の射影が存在=量子なのです。
お礼
ありがとうございました。わかりませんが、それは現実のままを描いてるのではなく理解するための理論ですか？
- miyachi
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光の速度は一秒間に地球を７週半回ります 宇宙の大きさはこのスビードで130億年でさらに膨張中です アインシュタインも光のスピードを越すことができず タイムマシンの完成にいたりませんでした 光の速度に到達すると時間が止まるそうです さらに進むと時間が戻るそうです 誰も経験したことが無く嘘か本当か分かりません
お礼
ありがとうございます。わかりません
- tetsumyi
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光を物質と考えるとスピードがあると思ってしまいますが、光は物ではなくて電磁現象が離れた位置に到達するための時間の遅れと考えてください。 そうして、この時間の遅れは光の性質ではなくて宇宙空間が持っている特性で重力等の現象も時間が遅れて離れた場所に影響を与えるものです。 実際には光にとっては全ての場所に瞬間で到達しています。 そうでなければ年億年も経った光は正確な情報を遠くまで伝えることができないことになります。 今私たちが見ている何万光年の遠くの星の光はその星を出た瞬間の光そのものなのです。 光とっては時間も距離もないのです。
お礼
ありがとうございます。電磁現象とは何になるのか？？？後から光が来たということなか・・・・・・・
お礼
全然意味わかりませんが面白いですね ありがとうございました