宇宙&物理2chまとめ【物理】よく考えたら「光」のスペックってチートすぎるだろ

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【物理】よく考えたら「光」のスペックってチートすぎるだろ

[ 2012/05/21 22:20 ] [ 物理 ] [ コメント(5) ]
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385: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 11:00:53.67 ID:i7OhzbnP

光についての質問です。
光源から発生した光は、永遠に直進し続けるのでしょうか?
それとも、いずれ減衰して消滅するのでしょうか。

今見ることの出来る最古の光は137億年前のだそうですが、そうするとその光は
137億年間進み続けてるってことですよね?

たとえ光源が無くなったとしても、一度放出された光は
何かに吸収?されたりブラックホールなどに吸い込まれない限り
存在し続けるのでしょうか?








Image:ソンブレロ銀河 (M104)





「光は粒子か波か?」
この問題は、かつてよく議論された。何故なら、光が波でなければ説明がつかない現象(たとえば光の干渉、分光など)と、光が粒子でなければ説明のつかない現象(光電効果など)が、どちらも明確に確認できたからである。
この問題は、20世紀前半から後半にかけて「量子力学」という学問分野が確立していく中で、「光は粒子でもあり波でもある。粒子と波の両方の性質を併せ持つ、量子というものである」という事が確かめられ、決着がついた。この量子の持つ特異な性質のことを指して、「光は〈粒子性〉と〈波動性〉を併せ持つ」と表現することがある。




386: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 11:16:05.67 ID:PlDO/4aG

>>385

他の何かの物質に当たれば消滅(他のエネルギーに変換)したり反射したりするんじゃね?
あと、空間自体が歪んでいればまっすぐは進まないし。

それが無ければ直進するし、減衰(拡散)はするけど消滅はしないはず。永遠に進み続ける。




389: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 11:40:33.81 ID:e8XRLIXa

>>385
光の減衰とは、光の束が空間に広がることによる密度の低下のことなので
光子一つ一つがエネルギーを失ったり消滅したりするわけじゃない。
ただし何億年も経てば宇宙の膨張によって光の波長が引き伸ばされるため
光子自体のエネルギーも失われる。




390: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 12:18:51.67 ID:i7OhzbnP

>>387
>>389
そうですか。ありがとうごさいます。

質量が無いのに、変換されるまで無限って
凄い奴ですね。




387: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 11:21:03.85 ID:PlDO/4aG

補足。

ググったら、光子の寿命は無限らしい。相対論に立つ限り。
光速で進むものの時間は止まっているので。

#もっと詳しい人の解説plz 。。。


光子は質量や電荷が0であり、安定な素粒子である(崩壊寿命がない)。光子の反粒子は光子自身となる。また光子はスピン1を持つボース粒子である。角運動量保存則のため、光子の吸収、あるいは放出の前後には系の角運動量がこのスピン角運動量の分だけ変化しなくてはならない。このことが、電磁波の吸収における状態遷移が起こりうるか否かを決定する選択律の原因となる。




391: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 14:02:43.88 ID:APdy7wMP

光の寿命は無限ってなんか証明されてるの?
観測できないだけで実は10^32年経ったら尽きるとか可能性はないのけ?




392: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 16:10:50.82 ID:8DbQQyEh

光つながりから
ブラックホールに吸い込まれた(表現として適当?)光はブラックホール内で光のまま圧縮されてる?
それとも何か別のものに?
そもそも光が波であり粒子であるという時点で思考停止で質問も何かかけ違っているような気もしてる




410: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/20(日) 01:10:08.30 ID:DRd1rEdo

>>392
ただ停止して集合していると思われる

実験でも絶対零度に近くしたの氷の中にレーザーポインターを当てる
ことでわずかな時間だが光の粒子を停止させることが出来ている
(絶対零度では粒子も停止するのでそれをブラックホールの重力レンズと見立てた)




393: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 16:21:24.33 ID:DNQg9agC

事象の地平線を超えた光は、ちゃんとそのままの速度を保ち続けている。
ただ、空間が重力の底に落ちていく速度がそれと同じなので、「前に進まない」だけだ。
さらに言えば、光速度で進み続ける光自身の「時間」は止まっている、というわけだ。




394: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 18:20:03.50 ID:Lvipg2bQ

光の問題はほとんど現代物理学じゃ憶測の域を出ないっしょ。




396: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 18:51:45.89 ID:5FEp4gs3

>そもそも光が波であり粒子であるという時点で思考停止で質問も何かかけ違っているような気もしてる

確かに、そうですね。
すごく身じかな存在なのに訳わからんヤツだ。




397: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 20:11:37.76 ID:9mAzBc3h

>>396
>すごく身じかな存在なのに訳わからんヤツだ。
確かにそこら辺の訳わからなさを説明する為に量子力学が出来てきた訳だしね。
ちなみに波と粒子の二重性は光に限った話ではなく極微の世界ではごく普通に出てくる性質。
日常感覚的には不思議だけど自然が人間の日常感覚に合わせる義理はない。




398: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/19(土) 21:13:36.29 ID:DMRWdYbO

>>397
電子顕微鏡は電子の波としての性質を利用してるんだったっけ
波としてとらえた場合の電子の波長は可視光線よりずっと短いからその分小さいものまで見えるとか何とか




405: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/20(日) 00:13:57.20 ID:mpY52YGT

光だけチートすぎるんだよな

・不変の宇宙最速(何者をも超えさせない)
・質量ゼロ(ゼロなのになんで存在してんの)
・波であり粒子の性質(どっちだよ)
・寿命永遠(不老不死かよ)
・空間を永遠に直進




406: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/20(日) 00:24:29.97 ID:cdP4jtrJ

そういう書き方すると、どこの厨二ラスボスだって感じなんだがw




422: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/20(日) 05:18:27.76 ID:SF8scPvF

>>405
重力波も同様らしいんだが、本当のところは良く分からん

仮説的に作ったもので、実態を詳しく調べることが困難なのは
恐ろしく反応が薄いからだ

ニュートリノ、重力波 あたりは測定の困難さも伴い、微細な解析が進んでないと思う
極限状態での何らかの綻びがあったとしても、測定できてないので分かって無くても
おかしくないと思う。




411: 名無しさん@お腹いっぱい。 2012/05/20(日) 01:42:06.78 ID:ww7lQul5

ブラックホール内部で光が存在し続けるってのは考えにくいんじゃないだろうか。
いや、ブラックホールの中心部がどうなってるかによるのかな?
物質の核があれば光は吸収されて終わりだろうと思う。







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