私も重力波に関する質問です。

新聞だと垂直になるように鏡を設定したレーザー光線が到着する時間を測って、かすかに違いが出たことから重力波によって空間が歪んだことがわかった、みたいなことだったと思います。マイケルソン・モーリーの実験みたいなものでしょうか。

それでですね、空間が歪んだら、それを測定するものさしセンサー測定機器今回の実験装置その他も全部一緒に歪むから、空間の中にいる限りは空間の歪みはわからないように思うのですが、どうなんでしょう?
仮にレーザー光線の代わりにボルトを突っ走らせたら、走る距離も変わりますけど歩幅も同じように変わるわけですから、タイムが変わったりはしないような。
それとも光だけは空間の歪みに関係なく一定の速度で動くとかなにかの理由で、うまいことわかるんでしょうか?

なんか自分でも的はずれな気もするんですが、どうも気になってます。よろしくお願いします。

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回答(2件)

id:Lhankor_Mhy No.1

Lhankor_Mhy回答回数775ベストアンサー獲得回数2302016/02/17 16:53:28

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%A4%E3%82%B1%E3%83%AB%E3%82%BD%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%AE%9F%E9%A8%93

wikipedia見ればわかるんですが、垂直に交わるレーザーの干渉を観測するものです。
縦横で空間のゆがみが違う時に検出されます。

id:crazycrescent

すみません、なぜこれが回答になると考えられたのかわかりません。
マイケルソン・モーリーの実験について聞きたいわけではなかったのですが。

2016/02/17 20:09:48
id:Lhankor_Mhy

原理的には同じ実験なんです。
重力波とは? « KAGRA 大型低温重力波望遠鏡

2016/02/18 08:59:19
id:ita No.2

ita回答回数201ベストアンサー獲得回数462016/02/17 21:53:12

たとえば真上から重力波が来ると、東西が縮んで南北が延びる、またその逆、のような変化が交互に繰り返します。この場合は東西を往復してきた光と南北を往復してきた光を干渉させれば検出できます。
ただ、運悪く北東に伸びて北西に縮むような波だった場合、検出できないことになります。
google mapの衛星写真で ligo hanfordとligo livingstone, virgo pisaを見るとそれぞれ
異なる方向に施設が伸びてるのでどれかが検出できるはずです。
また波の来る方向には伸び縮みしないので(横波)、真上でなければどっちから来ても検出できます。

id:ita

あ、たぶんもっと根本的な疑問ですね。
普通は空間位置を決めて、そこにある電磁場などの量がどう変化するか議論するんだけど、空間自体が延び縮みして距離が変わっちゃうような場合、原点からX軸へ距離1の位置、みたいなのをどう定義するのか、という。
そこに曖昧さが生じるわけで、実際ブラックホール周辺の時空を記述するときも「中心からの距離」とかをどう定義するかはいくつか流儀があって計算しやすい方を選ぶということになります。
重力波の場合もしかり。
http://www.gw.hep.osaka-cu.ac.jp/whatisgw4physicist.html
空間のモノサシと、そこにある物質のモノサシがあって、どちらも同じだけ変化したら検知できませんが、たとえば物質は変化せずに、そこを動く光が一定時間に進む距離がちょっと変化する(あるいはその周辺の時計の進むスピードがすこし変化する)ならば検知できます。

どっちが変化してるのか、というのはどっちとも言える、のかな?専門家の意見希望。

2016/02/18 19:55:37
id:crazycrescent

>空間のモノサシと、そこにある物質のモノサシがあって、どちらも同じだけ変化したら検知できません
はい、なにか変化しないもの・基準になるものがないと、空間の歪み(変化)は検出できないのではないかという疑問です。


数式が理解できなくてすみません。以下私の考えです。

>たとえば物質は変化せずに、そこを動く光が一定時間に進む距離がちょっと変化する(あるいはその周辺の時計の進むスピードがすこし変化する)ならば検知できます。
今回の測定は、光の速さを基準に歪みを検出したということは、光の速さは空間の歪みに影響されない(と考えるべきである)、ということでいいんでしょうか。
そこから「距離=速さ×時間」だとして、光の速さが一定なので「時間が変化した=距離が変化した=空間が歪んだ」、という結論になった、という理解では、どうでしょうか。


>どっちが変化してるのか、というのはどっちとも言える、のかな?専門家の意見希望。
光の速度が変化したと考えるか、周囲の時計の進み具合が変化したと考えるか、ということでしょうか。

この辺りの理解で、当たらずとも遠からず、ぐらいだといいんですが、どうでしょう?

2016/02/21 22:48:28
  • id:taddy_frog
    何の漫画なのかは覚えてないですけど、
    職人さんが、新しい定規を買う前に、
    「この定規は曲がっているから○○センチは□□センチで△△センチは▽▽センチなのだ 覚えてろ」
    と言う場面があったのを思い出しました。

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