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相対論について基本的な質問なのですが
光速を超えることができないとありますが、観測できないだけで実際は超えているのでしょうか? 実際に光速を超えることができないのでしょうか? めちゃめちゃ長い棒を一端を固定して回転させたら、ある地点より外側は光速を越えますよね? 実際に超えているのですか?それを我々は観測できていないってことなのですか?
- sphaeroides
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- 物理学
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「基本的な質問」で、特殊相対性理論が成立する空間（これをミンコフスキー時空と呼びます）が宇宙であり、その宇宙のなかでの話とすれば、No.1 の素晴らしく賢明な方などの回答の通り、光速を越える速度で運動する物体は存在しません。 しかし、現在の宇宙物理学で考えられている「膨張宇宙」においては： ＞光速を超えることができないとありますが、観測できないだけで実際は超えているのでしょうか? 観測できないだけで、実際に、光速を越えた速度で、銀河などが、相互に「離れて行っている」ということになっているようです。このように光速を越えて離れて行っている銀河は、当然、観測できません。 何故こういうことが成り立つかというと、宇宙は局所的にはミンコフスキー時空ですが、宇宙全体で考えると、ミンコフスキー時空ではなく、その結果、宇宙全体で考えると、「趙光速」での移動が成立するのです。 ただしこれは、超光速で運動する物体があるということとは微妙に違うのです。物体の運動は、ミンコフスキー時空のなかで起こるので、局所時空のなかでは、物体は光速を越えることができません。しかし、我々の銀河近くのミンコフスキー時空と、我々の銀河から８０億光年ほど離れたところにあるミンコフスキー時空を比べると、局所的（地域的というような意味です）な二つのミンコフフキー時空のあいだの距離は、趙光速で開いて行き、互いに遠ざかっています。 これが宇宙膨張による、空間の趙光速の遠ざかりで、局所空間と一緒に、遠くの銀河も、趙光速で遠ざかっているものがあり、それらは観測できないのです。 棒を回転させるという話は、棒が物質で出来ていて、「剛体」である場合、こういう風な回転だと、先端が趙光速になるはずだという回転を試みようとすると、「剛体」ではなくなります。簡単に言えば、折れるか、分解します。 話が難しいので、以上で納得してください。どういう風に難しいか、以下の質問の回答を読んでみてください（難しい、ということが分かります）。 ＞No.761992 質問：宇宙で「止まっている物」ってあるのですか？ ＞http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=761992 ＞参考＞No.228574 質問：永久に会えない星たち ＞http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=228574
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- KENZOU
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apple-manさんが ＞遠くに写った光のスポットが超高速で 移動することは可能です。 と書かれていますが、だからといってsphaeroidesさんが言われる意味（？）での超高速が存在するとは誤解されませんように（←私のほうが質問者の意味を誤解しているのかも知れませんが）。この辺の分かりやすい説明は次のテキストに載っていますので図書館等でご覧になられてはいかがでしょうか。 「相対論の正しい間違え方」 パリティブックス 松田 卓也 (著), 木下 篤哉 (著), パリティ編集委員会 (編集)
- apple-man
- ベストアンサー率31% (923/2913)
めちゃめちゃ長い棒とか言うから、 それじゃめちゃめちゃ強い遠心力が かかって無理って話になりますが、 棒じゃなくてレーザー光線なら 光源を回転させたとき、 遠くに写った光のスポットが超高速で 移動することは可能です。
- tomikou0000
- ベストアンサー率23% (293/1250)
実際には高速を超える事は無く、 もし超えたとしても観測はできないでしょう。 >めちゃめちゃ長い棒を一端を固定して回転させたら 何百万キロというくらいの「めちゃめちゃ」長い棒でなくてはなりませんから、 そんなもの現実問題、回せません。 物が目に見える(=観測できる)というのは、 その物体に光が当たってそれが反射して目に入るからです。 その反射する光よりも速く移動していたら、 観測する事はできません。
- liar_adan
- ベストアンサー率48% (730/1515)
>めちゃめちゃ長い棒を一端を固定して回転させたら、ある地点より外側は光速を越えますよね? 超えません。 なぜかというと、そこまで強度のある棒は存在しないからです。 なぜそこまで強度のある棒が存在しないかというと、 これも相対性理論に関わってきます。 棒が棒である、つまり、固体が固体であるためには、 分子と分子が強い力で結びついている必要があります。 分子を結びつけている力はほとんど、分子・原子レベルの電磁気力です。 これは光子によって運ばれる力です。 光速より早くは伝わりません。 光速のところに壁があって、超えることはできないのです。 光速以上の速度を持って、 それ以下にならない「タキオン」の存在が考えられていますが、 これは「あるんじゃないかな？」という程度のもので、 あるかないかまったくわかりません。 結論としては、物体は光速を越えることはできません。 光速を越える物質があるとしても、観測はできません。
