だいぶ前に光には質量が無いという話がありました。
そして光は重力によって曲がるという話もありました。
ここで疑問が浮上します。
質量のある全物質同士が互いに引き合うという万有引力の法則に従うと、
"光には質量がない"のに"光は重力によって曲がるという話"は矛盾していないかと不思議です。
ビッグバンの発生から１兆分の１秒以内だけ光速で運動できた物質がヒッグス粒子と融合し、
この現象から質と量、なり、質量が成立したということが分かりません。
赤外線と水の重さについて資料では次のとおりです。
「水に赤外線が注がれると赤外線の持つ力が水に吸収されて水は重くなるが光と赤外線は別種。」
太陽光の中の赤外線が持つエネルギーは質量のない光によって大地に注がれる、
というのが更に正確な意見のようです。
それでも素人には矛盾に感じられます。
上記を読み返すとビッグバンの発生から１兆分の１秒以内に光速度で動けた"何らかの物質"を、
ヒッグス粒子が吸収した("何らかの物質"=光、と誤読できる内容だった)とも考えてはいます。
詳しい方、教えて頂けたら嬉しいです。
No.3
36
14
70pt
1.光が重力場によって曲がるということについて
相対論では重力は力というよりも「時空の曲率」として表現されるため、光は曲率を持った（曲がった）時空に沿って進み、光自身も曲がります。正確に言うならば、光はフェルマーの原理に従って経路が決定されます。この原理は「到達時間が最小になるような経路を光が進む」というものです。
2.ヒッグス粒子について
現在の宇宙はヒッグス場なるものの影響を受けて素粒子が質量を獲得しています。「場」というものは説明がしづらいですが、磁力に置き換えると、磁石は磁場の影響を受けて磁力を生じます。ここにも場が存在するのです。磁場からは磁力、電場からは静電気力、ヒッグス場からは質量が生まれたのです。場は「場の量子論」によって粒子と等価になりますが、粒子よりも、広がりを持ったイメージの場のほうが説明しやすいので場で説明します。宇宙創成時は空間のヒッグス場の大きさが0だったのが、温度低下に伴って0ではなくなり、素粒子がヒッグス場の影響を受けるようになり、質量獲得につながったと考えられています。もちろん、ヒッグス場からの影響には粒子によって差があり、これにより、重い粒子も軽い粒子も質量がゼロの粒子も存在します。しかし、ヒッグス場はすべての質量獲得を説明できるわけではありません。ニュートリノやヒッグス粒子自身の質量はヒッグス場では説明ができないのです。これらについては量子重力理論の完成を待たなければならないようです。
3.光が当たると質量が増えるか？
赤外線が当たった水は熱を持ちます。熱は、分子運動と考えることができますが、運動している物体は特殊相対論によると（この場合はごくわずかですが）質量が増えます。これを運動質量と呼びます。
No.1
1543203
14pt
ヒッグス粒子等の質量の話は置いておいて、（ややこしくてよくわからない）
光は重力によって曲がるという話について
１ 質量は空間を歪ませ、大きな質量は空間のゆがみが大きくなる
２ 光は空間に沿って進むため、空間のゆがみにも沿って進む。
３ 大きな質量によって歪んだ空間にそって進む光は、あたかも曲がったかの様に見える。
４ 大きな質量の作り出す空間のゆがみは、一般には強い重力として観測される。
つまり、強い重力が観測される点では、光が曲がって進んでいるわけです。光に直接重力が作用しているわけではない、という考え方の方が近いかと思われます。
「水に赤外線が注がれると赤外線の持つ力が水に吸収されて水は重くなるが光と赤外線は別種。」
この現象、知りませんが。出典はどちらでしょうか。
赤外線は光そのものです。
電磁波を受けて、水の質量が大きくなる現象は初めて聞きました。
どうも書き込みありがとうございます。
光が通過する時に重力で曲がるのかと思ったら、
光が通過する前から重力で曲げられた空間を飛んでいるということは、
よく似たことを考えておきながら光が通過した場合について、
迂闊にも考えていなかったので漸く納得できました。
ありがとうございます。
No.2
1728320
16pt
"光には質量がない"のに"光は重力によって曲がるという話"は矛盾していないかと不思議です。
万有引力の法則ではそういう疑問が出ますが、一般相対性理論では重力によって空間が歪んでいると考えます。歪んだ空間に沿って光は進むため、曲がっているように見えるのです。
ビッグバンの発生から１兆分の１秒以内だけ光速で運動できた物質がヒッグス粒子と融合し、
この現象から質と量、なり、質量が成立したということが分かりません。
ビッグバンの発生から１兆分の１秒以内は、すべての素粒子の質量がゼロでした。すべての素粒子は光速で運動が可能でした。
ところが１兆分の１秒を過ぎる頃に真空の相転移という現象が起き、真空はヒッグス粒子で満たされました。クォークやレプトンはヒッグス粒子と反応を起こしブレーキがかかるようになったため、これが「質量」と見なされるようになったわけです。
一方で光子はヒッグス粒子と反応しないため、今日まで質量はゼロのままです。
水に赤外線が注がれると赤外線の持つ力が水に吸収されて水は重くなる
水に赤外線を投射しても温度（エネルギー）が上がるだけで、質量は変わりません。
書き込みありがとうございます。
万有引力の法則と一般相対性理論から見た違いについては、
正直なところ分かっていないのですが最も関心があります。
それからビッグバンの発生から1兆分の1秒以内に存在したものが、
光だけだったのかと思ったら意味を取り違えていました。
勉強になりました。
ありがとうございます。
No.3
3614
ここでベストアンサー
70pt
1.光が重力場によって曲がるということについて
相対論では重力は力というよりも「時空の曲率」として表現されるため、光は曲率を持った（曲がった）時空に沿って進み、光自身も曲がります。正確に言うならば、光はフェルマーの原理に従って経路が決定されます。この原理は「到達時間が最小になるような経路を光が進む」というものです。
2.ヒッグス粒子について
現在の宇宙はヒッグス場なるものの影響を受けて素粒子が質量を獲得しています。「場」というものは説明がしづらいですが、磁力に置き換えると、磁石は磁場の影響を受けて磁力を生じます。ここにも場が存在するのです。磁場からは磁力、電場からは静電気力、ヒッグス場からは質量が生まれたのです。場は「場の量子論」によって粒子と等価になりますが、粒子よりも、広がりを持ったイメージの場のほうが説明しやすいので場で説明します。宇宙創成時は空間のヒッグス場の大きさが0だったのが、温度低下に伴って0ではなくなり、素粒子がヒッグス場の影響を受けるようになり、質量獲得につながったと考えられています。もちろん、ヒッグス場からの影響には粒子によって差があり、これにより、重い粒子も軽い粒子も質量がゼロの粒子も存在します。しかし、ヒッグス場はすべての質量獲得を説明できるわけではありません。ニュートリノやヒッグス粒子自身の質量はヒッグス場では説明ができないのです。これらについては量子重力理論の完成を待たなければならないようです。
3.光が当たると質量が増えるか？
赤外線が当たった水は熱を持ちます。熱は、分子運動と考えることができますが、運動している物体は特殊相対論によると（この場合はごくわずかですが）質量が増えます。これを運動質量と呼びます。
書き込みありがとうございます。
かなりプロっぽい解説をして下さり誠に感謝しております。
分かり易く、それでも、自分の知識不足で新たに聞きたいことも出てきました。
それから赤外線と水の関係は仰るとおりで現在の精密な計測器での計測は不可能、
という風なことが書いてあります。
続きとして、蓄えられた熱は外野に放射され、熱はより低い場所に向うと書いてあります。
熱は放射されたら上昇すると思ったので意外な発見となりました。
またよろしくお願いいたします。
ありがとうございました。
num-lock
2015/09/28 03:07:30
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田中T
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書き込みありがとうございます。
2012/09/25 16:50:58かなりプロっぽい解説をして下さり誠に感謝しております。
分かり易く、それでも、自分の知識不足で新たに聞きたいことも出てきました。
それから赤外線と水の関係は仰るとおりで現在の精密な計測器での計測は不可能、
という風なことが書いてあります。
続きとして、蓄えられた熱は外野に放射され、熱はより低い場所に向うと書いてあります。
熱は放射されたら上昇すると思ったので意外な発見となりました。
またよろしくお願いいたします。
ありがとうございました。