光速を超えると時間が逆転するという説に関して

質問

「光速を超えると時間が逆転する」という説に関して良く分からない点があるのですがお教え願えますでしょうか?

(1)ローレンツ変換では光速を超えると固有時間は単純にマイナスになる(-t)のではなく虚数のマイナス(-it)になります。
この虚数を無視してよい理由はなんでしょうか？

(2)光速を超えると過去に情報を送れるといわれますが、それなら光速だと送ったまさにその時点に情報を送れるのではないでしょうか?
つまりA地点からB地点に一切の遅延なく情報が届く。光速で走るものの代表と言えば光ですので、光で通信する場合一切の遅延がないことにならないでしょうか?

この２点に絞ってお教え頂けるととても嬉しく思います。

回答No.11

ddtddtddt

先日はご迷惑をおかけしました。あらためてddtddtddtです。

(1)
　タキオンを使えば、過去への通信が可能になるという仮定の話だと思うのですが、ローレンツ変換に従う限りタキオンの質量も時間も虚数になります。
　そこでタキオンが観測可能な粒子だったらとさらに条件を追加すると、それの静止質量m0はもともと虚数、その固有時t'も虚数でなければならない事になります。
　そんなものあるのかどうかわかりませんが、とにかくそう仮定すれば、ローレンツ変換におけるタキオンの挙動は実数で表され、観測できる（かも知れない）事になります。静止質量m0虚数，固有時t'虚数の物理的意味はたぶん現状では、何の解釈もできない、というところだと思います。

(2)
　実際に光円錐ダイヤグラムを書くとわかりますが、光速で通信しても、距離が離れている限り遅延は生じます。じつはそれはタキオンでも同じです。

　例えば地球から宇宙船へタキオン通信を送信し、宇宙船はそれを受信した瞬間にタキオン通信で返信するという状況では、地球も宇宙船も未来へ向かってタキオンを送信するんですが、タキオンが超光速のために、地球ではタキオン送信した以前の過去に、宇宙船からのタキオン返信が着信していたという事態になります。
　つまり「遅延が負になった」わけです。光円錐ダイヤグラムを信じればですが(^^;)。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

回答No.10

shiara

(1)「光速を超えると時間が逆転する」という説はローレンツ変換に基づいてなされている。
これはその通りです（物理的に正しいということではありません）。ローレンツ変換は、2つの座標系の間の変換式であり、ローレンツ変換式の中に現れる速度は、2つの座標系の間の相対速度です。ローレンツ変換は、相対速度が光速未満の座標系に適用できるものであって、相対速度が光速以上の座標系に適用することはできません。したがって、計算結果に虚数が出てきても、全く意味がありません。
ローレンツ変換で時間が逆行するという結果が出てくるのは、座標系の間の相対速度が光速度を超えた場合ではなく、第三者としての物体が光速度を超えて移動している場合です。一方の座標系で見て光速度を超えて移動する物体があった場合、それをもう一方の座標系から見ると、時間を逆行しているように見える、というものです。前回の回答で、Δt'が負になる場合があるというのが、それになります。
(2)時間逆行の考え方が違っていると思うので、この質問に対して的確に答えることはできませんが、Δt'=0の場合に相当すると思われます。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

回答No.9

shiara

(1)ローレンツ変換は、物質が光速度を超えることはない、という条件で求められる式なので、光速度を超える値を入れて計算することがそもそも間違いです。
(2)ローレンツ変換の適用範囲を超えて計算することに意味は無いですが、仮に光速度を超える物質があったとしたら、ということを考えた場合、その物質を別の座標系から見ると（ローレンツ変換すると）、過去に向かって進んでいるように見えます。ローレンツ変換の式で、時間はcΔt'=γ(-v/cΔx+cΔt)と変換されます。Δx/Δtがcよりも大きい値を考えると（光速よりも速い物質の移動を考えると）、Δt'を負にすることができます。それを時間が過去に進むと言っています。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

補足

ありがとうございます。質問の仕方が下手過ぎましたね。
(1)
前提：「光速を超えると時間が逆転する」という説はローレンツ変換に基づいてなされている。
展開：ローレンツ変換に超光速を適用すると時間は虚数になる。
疑問：虚数を無視する理由が分からない
--
例えば
・前提が間違っている（時間の逆転はローレンツ変換ではなく別の式に基づている）
・展開が間違っている。虚数にはならない
(2)
・ＡならばB
・Ｂではない
・したがってＡではない
という論理の「ＡならばＢ」の段
「光速を超えると過去に情報を送れるなら、光速なら現在に情報を送れる」
です。

回答No.8

okitarou123

返信です。

＞質問は「超光速での時間の逆転論」についてです。もしローレンツ変換を根拠としているのなら虚数を無視する理由を知りたいのです。ローレンツ変換を根拠としているのでなければ何を根拠として時間の逆転を言っているのでしょうか？
質問が悪かったのだとは思いますが、まったく方向違いのご回答になっています。

質問の趣旨はちゃんと理解できています。
ご安心ください。

貴方はローレンツ変換がどのように導かれたか知っていますか？
実際に同じように導出できたのですか？
結果しか興味が内容に見えます。
だから数式に踊らされています。

物理は数式遊びではありません。
そもそも事実として「光速不変」なんてものはありません。
あり得ないのです。

もう一度言います。
物理は数式遊びではありません。
必ず現実と一致していなければなりません。

貴方以外に相対論信者がいますので、そちらの人とのやり取りも参考にして下さい。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

回答No.6

雪中庵（@psytex）

相対性理論の運動する物体のエネルギーを表す式で、運動量が光速以上だと根号の中がマイナスになり、エネルギーは虚数になります。
そこにおいて、時空における相互作用においてエネルギーは自乗で作用するので、マイナスエネルギーと等価になります。マイナスエネルギーは時間逆行を意味するのです。　
ただし、「運動量が光速以上だと」ではあっても、「光速を超えたら」ではありません。　正エネルギーの物体はどんなに加速しても光速には到達できないからです。
発生当初から超光速なら、それは「過去から来た粒子」にしか感じられません。(現在から過去(超光速)と未来(光速下)への対発生と、過去から未来への慣性的存在の等価)

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

回答No.5

okitarou123

＞「光速を超えると時間が逆転する」という説に関して良く分からない点があるのですがお教え願えますでしょうか?
＞ローレンツ変換では

そもそもの話ですが、ローレンツ変換というのはローレンツという人が「エーテル論」を用いて導いたものです。
ですが、エーテルなんてものも最初からなかったし、そんなものがあると思う時点でその物理力に「？」がつきます。。

ですからそんな疑問符がつく人と答えが一緒になったと喜んでいるアインシュタインの物理はさらにトンデモナイものになります。

で、貴方はどうしてローレンツ変換が真実だと思ったのですか？
おそらく噂を信じてのことだと思います。

でも光速不変を証明した実験なんてひとつもありません。
光速不変が存在すると思う時点で物理力に疑問符がつきます。

なおアインシュタインの物理力を判断する分かりやすい言葉があります
コレです。↓
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q10142807665?__ysp=44Ki44Kk44Oz44K344Ol44K%2F44Kk44Oz44Gu5qyh44Gu44Ks44Oq44Os44Kq6KmV44Gv5q2j44GX44GE44Gn44GZ44GL77yf

真剣に物理を考えてください。
お願いします。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

補足

質問は「超光速での時間の逆転論」についてです。もしローレンツ変換を根拠としているのなら虚数を無視する理由を知りたいのです。ローレンツ変換を根拠としているのでなければ何を根拠として時間の逆転を言っているのでしょうか？
質問が悪かったのだとは思いますが、まったく方向違いのご回答になっています。

回答No.4

eatern27b

#2です。

1.
「光速を超えると時間が逆転する」というのがどういう文脈でどういう意味で書かれたものなのかがお書きになっている内容からは分からないので、何が根拠なのかもわかりません。

2番との関連で出てきた話であれば、
情報を送信・受信した位置、時刻の差をΔx,Δtとしたときに、
|Δx|>cΔtであれば、ローレンツ変換によってΔtの符号が逆になり得るという事を言っているのかもしれません。そうであれば具体的にローレンツ変換で確認するだけです。

2.
すいません、質問の趣旨を誤解しておりました。

送信機から信号を送り、受信機でその信号を受信したとします。

光速以下（光速含む）で情報を送信した場合、
誰が見ても、送信機で送信が先で、受信機で受信するのが後　になります。

超光速で情報を送信した場合、
見る人の運動状態によって、送信と受信の順番が変わります。
つまり、送信が先だと考える人もいれば、受信が先だと考える人もいます。

「遅延」というのが、送信と受信の時刻の差の事を言っているのなら、光速で送信した場合には必ず遅延があります。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

回答No.3

tetsumyi

虚数になるということは観測に掛からないということで、無視しているとは言えない。
過去に情報を送れるということではなく、離れた場所で高速以上で物理現象の影響が現れたように観測されるということで同じ場所で過去に戻れることはない。
A地点からB地点に一切の遅延なく情報が届くのではない。
2つの場所で同時刻(遅延がない)ということを確認する手段はありません。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

補足

1:光速を超えた時に現れる「虚数」について触れたものを見たことがありません。即ち「無視」されています。
観測にかからないとは時間が観測されないということでしょうか？
2:「過去に情報を送れるということではなく」というのは良く聞く「光速を超えれば（例えばタキオンが有れば）過去に情報を送れる」というのは間違いだとおっしゃってると思ってよろしいでしょうか？
・「物理現象の影響が現れたように観測される」というのは具体的には何が観測されるのでしょうか？（言葉尻を捉えるように思われたくないのですが、物理現象が観測されるのではなく、その「影響」が現れた「ように」観測されるというのはとても深かすぎて理解ができません）
・鏡を使えばどうなりますか？
・相対速度を持たないA,Bがあり、A-B間の中央地点から光で信号を送れば、それを受け取った時点がA-B座標系に於いてのAとBの同時刻です。

回答No.2

eatern27b

>(1)ローレンツ変換では光速を超えると固有時間は単純にマイナスになる(-t)のではなく虚数のマイナス(-it)になります。
特殊相対論の文脈で、超光速の慣性系は登場しないので、ローレンツ変換の式の中の速度に光速度以上の値を代入する事はありません。

>(2)光速を超えると過去に情報を送れるといわれますが、それなら光速だと送ったまさにその時点に情報を送れるのではないでしょうか?
超光速通信の存在を仮定するなら、最終的に過去の自分への通信が可能である事も受け入れる必要性が出てきます。
超光速で通信すると、必ず過去へ通信したことになる（必ず受信の後に送信することになる）という訳ではありません。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

補足

１：「光速を超えると時間が逆転する」の根拠はローレンツ変換ではないということでしょうか？では何を元に時間が逆転するといっているのでしょう？
２：「過去の自分への通信」が「過去への通信」ではないというのはどういうことでしょう？

回答No.1

chachaboxx

１）論点にそぐわないからではないでしょうか。
２）光速で1年かかる距離が1光年ですので1光年の通信距離なら遅延は1年です。

お礼

ありがとうございました。質問に無理があったようですね。

補足

1:申し訳ありません。ご回答の意味合いが分かりません。
2:光速を少しでも超えると遅延が１年からいきなりマイナス１秒とかになったりするのでしょうか？