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「光速より速い物質が観測されたとの報告があった」というニュースについて
1)光速より速い物質が存在すると過去へのタイムマシンが可能になるという点について、わかりやすく説明してください。音速を超えても時間をさかのぼるわけではないのに、光速だと何が違うのか、光子というのはそんなに特別・絶対的なものなのか、というあたりをわかりやすく、かつ正確にお願いします。
2)光速より速い物質を観測開始した時点をA、観測終了した時点をBとします。観測された物質は、実はBからAに時間をさかのぼって進んでいたということを観測したことになるのでしょうか。


●質問者: 松永英明@ことのは
●カテゴリ:科学・統計資料
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● らどん
●25ポイント

「「相対論で、光速を超えたら時間をさかのぼることになる(光速は基本、超えられない)」とされているのはどういう理論なのか」についての回答をこちらに書かせていただきます。


まず光速は基本超えられない事について。

「速度の合成則」というもので物体が光速を超える事が出来ない事を証明出来るんですが・・・ちょっと難しいので別の方面から説明させていただきます。

動く物体は「運動エネルギー」を持つのですが、このエネルギーも実は質量を持ちます。

「物体の速度を上げる→運動エネルギーが上昇する→質量が上昇する→加速には更なる(≒無限の)エネルギーが必要」

という風に考えて頂ければよろしいかと思います。

もう一つ、「何故光速を超えると時間をさかのぼるのか」についてですが、アインシュタインの相対性理論では「物体が光速に達すると時間は止まる」とされているようです。

よって物体が光速を超える→時間をさかのぼっているのでは?という解釈のようです。

◎質問者からの返答

1)「速度の合成則」等を前提とすれば、物体は光速を超えられない

2)相対論においては「物体が光速に達すると時間が止まる」とされている

ということですね。つまり、相対論では時間をさかのぼることはできない、と。


2 ● suppadv
●25ポイント

早く動けば動くほど、時間の流れが遅くなり、光速では時間が止まって動かないというのが、相対性理論の考え方です。

そのため、光速を超えたら時間を遡るという考えになります。

ブラックホールは物凄い強い重力を持っているため光も全て吸収してしまう物体と考えられていますので、ブラックホールと言われています。そのブラックホールから一定の割合で光が出てくるのを観察することが出来ています。それは、相対性理論から、光速を超えたため、時間を遡って逆方向に進んだと考えられています。


しかし、今回の速度に関しては、光速より速い物質を観測開始した時点をA、観測終了した時点をBとしまて、時間の流れを遡ることなく、光速を超えた速度で進んだということになっているようなので、相対性理論の重要な部分を否定することになり、これから、検証が必要であるということになっています。

◎質問者からの返答

つまり、今回の発見が正しければ「光速を超えても時間をさかのぼらない」という事例が観測されたということになるのでしょうか。


3 ● hysr
●25ポイント

1)については、皆さんも書かれているように、相対性理論では光速に近づくほど時間の流れがゆっくりになり、光速と同等のスピードで時間が止まる、となっています。

相対性理論においては、質量のあるものが光速を超えることはない、という前提の為、ここまでしか示されていません。そこで、光速と同等のスピードで時間が止まるということは、光速を超えると時間を遡ることになるのでは? という推論により、タイムマシンの話しに繋がっていると思われます。


2)については、物質は時間を遡っているわけではないです。時間が遡るのはあくまで光速以上のスピードで移動する物体の中にいる人、であって外で観測している人に影響はありません。

外に居る人にとっては、光速以上のスピードでの移動が観測された、というだけの話しです。

◎質問者からの返答

「時間が遡るのはあくまで光速以上のスピードで移動する物体の中にいる人」ということですが、「光速を超えた素粒子から見れば」さかのぼっていたということでしょうか。つまり、素粒子目線ならば観測終了時点から観測開始時点へと戻ったことにはなりませんか?


4 ● たけじん
●25ポイント ベストアンサー

コメントをまとめましょう。

この時空では、光の速度がこれ以上出せない速度をあらわしていて、質量の無い光子はその速度で移動する。時間は情報の伝搬の様子をあらわしていて、光の速度を上回っては伝えられない。つまり、光速は時間の流れる速さと密接に関係している。

光速を超えて移動するということは、解き放たれた情報を得る順序が逆になることを示している。これは情報を逆転させること(つまり、因果律の逆転)を意味していて、いい替えると過去(の情報)への旅である。

いまは光子がエネルギーを伝搬できるけど質量がない代表選手ですから、現時空の最高速度は光速になります。その他には、重力も情報ですから重力の伝搬も光速。そうすると、重力波をつたえるとされる粒子である重力子(グラビオン)は質量があると都合が悪い、とか。

今回のニュートリノに関しては、ニュートリノの相互作用とか、ニュートリノ振動の詳細とか実験の根幹部分が不明なので、超光速も詳細検討&追試待ちです。ニュートリノが過去へ行けても、我々通常粒子の集合体がまねできるわけではないですし。ニュートリノは相互作用が極めて少ないので、情報を伝えられない→光速を超えて情報が伝達されたわけではない→情報の光速限界は守られている。という解釈もあります。今後に注目というのが現状ですね。

◎質問者からの返答

なるほど、「光速」という言葉は「情報伝達の最高速度」というふうに理解した方がいいわけですね。

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