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物理学の基礎的なことをお尋ねします。重力の伝わる速度は、アインシュタインの理論によると光と同じだとされていますが、果たしてそれは実験で実証されたことなのでしょうか?

●質問者: Victory-InPeace
●カテゴリ:コンピュータ 科学・統計資料
✍キーワード:アインシュタイン 実験 物理学 理論 重力
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 7/7件

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1 ● pahoo
●19ポイント

ご質問は「重力波」ないしは「重力子」のことを指していると思います。


重力波は、巨大質量をもつ天体が光速に近い速度で運動するときに強く発生すると言われています。各国が観測装置を稼働させつつありますが、まだ観測に成功したという報告はありません。⇒(参考)重力波とは(国立天文台)


重力子は重力波を媒介する、質量0、電荷0、寿命無限大のボース粒子と予想されています。しかし、現時点では検出されていません。


このように、重力波も重力子も観測/検出されていないため、その伝搬速度も推測の域を出るものではありません。


ヨーロッパで調整中の大型ハドロン加速器「LHC」を使えば、もしかすると、実験室レベルで重力子が発生させられるかもしれません。⇒(参考)「LHCで期待される物理

◎質問者からの返答

光と電磁波は測定速度が全く同じだと観測されたので同一のものとされました。では重力(波?子? )と光はその速度が同じだと仮定すると、それら光と重力は同一のものの言い換えに過ぎないのでしょうか? 言葉を換えて質問するならば、その主要な性質の一面が全く同じもので、その本体が全然別の物象などこの宇宙に存在するのでしょうか?


2 ● pahoo
●19ポイント

換えて質問するならば、その主要な性質の一面が全く同じもので、その本体が全然別の物象などこの宇宙に存在するのでしょうか?

これは「超ひも理論」の考え方です。


光子や重力子を含む数百種類の素粒子は、10次元の“超ひも”の振動の仕方が違うだけであるとされています。10次元のうちの4次元を我々の時空間に投影すると、さまざまな素粒子や“力”になるという理論です。

しかし、現時点では超ひも理論を取り扱うことができる数学が存在しないため、究極理論と言われながらも、その証明の糸口すら掴めないのが現状です。

◎質問者からの返答

その主要な物理量(伝搬速度)が、全く同じということが実証されれば光(電磁波)と重力はもともと同じルーツであったとする統一理論に、大いなる証拠を与えるかもしれませんね。猿と人間のDNAの同一性が98%もあるということが、それらがもともと同一種から発展してきたもので、あるところで分岐したとする進化論の強力な証拠となったように。


3 ● Hyperion64
●18ポイント

重力子は確かに光子と同じ物理量を持ちます。ボソンで質量0で、電荷もない。

でも光子のもつ作用である対消滅でエネルギーの発生や「電磁相互作用」の伝搬などは完全に異なります。

つまり、「重力」という相互作用の伝搬粒子は光子ではないわけです。

伝搬粒子がどうなっているか、は相互作用がどうなっているかという問題にすり替えられています。

4つの基本相互作用を統一しようとする「統一場論」です。これは決着がついてません。

ただ、光子と密接な関係がある「弱い相互作用」はワインバーグ=サラム理論として公認されています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%BC%B1%E7%90%86%E8%AB%9...

光子と弱い相互作用担うウィーク・ボソンが共通になるのですね。

核力などの「強い相互作用」は量子色力学=クォーク理論で確立されてます。

とくに、孤立しているのが「重力」なのです。一般相対論は他の理論と違いすぎるのが原因のようです。

超弦理論などが解決の候補なのでしょうが、LHCでもまだまだ検証できるようなものではないのでは?

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B5%B1%E4%B8%80%E5%A0%B4%E7%90%8...


4 ● hijk05
●18ポイント

実験では実装されていません。

ひも理論は、いろんな人たちの手によって収束されつつある理論ではあります。

4796664718マンガでわかる 超ひも理論 (宝島社文庫)
白石拓著
宝島社 2008-07-05

by G-Tools


5 ● pahoo
●18ポイント

id:Hyperion64さん、揚げ足をとるようで申し訳ありませんが、重力子と光子は同じ物理量の素粒子ではありません。光子のスピンは1、重力子のスピンは2です。

スピンは素粒子の性質を表す物理量の一種で、超ひも理論では、ひもの振動方向であると考えられています。


もしご興味をお持ちでしたら、下記の書籍をご一読下さい。

超ひも理論への招待

超ひも理論への招待

  • 作者: 夏梅 誠
  • 出版社/メーカー: 日経BP社
  • メディア: 単行本


なお、重力子の質量は光子と同じゼロですから、特殊相対性理論により、光速まで加速することは可能です。

ただし、光子が光速より遅く動く(ニュートン2007年7月号「自転車より遅い光」)ことがあるように、重力子の速度も常に一定ではないのかもしれません。


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◎質問者からの返答

人間と鯨は一見してその形態や生活様式は大きく異なる。しかし、ほ乳類としては同一であり、もともと一つの種から進化してきたという推察も成り立つ(進化論)。

光と重力も一見して大いに異なる。光は明るく照らす機能を持つが、重力は物を引きつける性質をゆうする。更には一方(光)は多くの物質を貫けないが、他方(引力)は物質の遮断は関係なしに作用する。しかし、どちらも距離の自乗に反比例してその遠隔力は減衰する(実証済み)。そして、ここのところが最も重要なことだが、両者ともに、その伝搬速度(真空中)という一つの物理量が全く同じだとすると(未実証)、それらはもともと同じルーツのものから発生したという仮説(力の統一論)も成り立つ。ちなみに何かの物理量が同一条件下で全く同じだが、その実体が全然別の物象であるものなど現宇宙に存在するのだろうか?


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