宇宙&物理2chまとめ【物理】宇宙は光速以上で膨張しているが相対性理論には矛盾しない ←は?

主に2chの宇宙と物理に関する話題をまったりまとめています。

【物理】宇宙は光速以上で膨張しているが相対性理論には矛盾しない ←は?

[ 2012/09/13 21:41 ] 宇宙 [ 宇宙全般 ] [ コメント(11) ]
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1: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:11:47.44 ID:/3hLwRx00

光より速かったら宇宙の端っこは永遠に見えないし
たどり着けないじゃん
そんなのありかよ(´;ω;`)



Image Credit:NASA, ESA, AURA/Caltech, Palomar Observatory
元スレ:http://hayabusa.2ch.net/test/read.cgi/news4vip/1346807507/









2: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:13:03.12 ID:LIQKut/z0

あり


3: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:13:09.29 ID:mMNTUCcC0

光速より速く膨張しないとブラックホールに吸収されちゃうじゃん

宇宙も必死なんだよ


5: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:14:33.36 ID:FmA7YUH90

宇宙って別に中身があるもんじゃないのに
膨張って何が広がってるの?


56: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:53:31.11 ID:6tvc4V+R0

>>5
その中身が引き伸ばされてる


7: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:14:40.00 ID:GSW/j/gH0

つまりどういうことだってばよ?


11: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:17:50.09 ID:AIUioW93O

光より早く膨張てことは現時点では無限(笑)の広さと
同じなのかな?


12: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:19:41.45 ID:1oEQvGKG0

>>11
無限なら広がる必要なくね?


14: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:21:48.17 ID:1EtPauVF0

>>12
本当に無限ってわけじゃなくて、人には観測できないってこと。だから人には無限に感じる


13: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:21:34.75 ID:FvOwvISI0

宇宙の果てとやらを考えるとムズムズする


16: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:22:11.91 ID:P3QKbKje0

物質じゃなくて空間が光速以上広がってるから矛盾しないんじゃね
とマジレス

宇宙の大きさ・年齢 - Wikipedia
この空間は現在、光速の約3.5倍の速度で地球から遠ざかっており[10]、かつ宇宙が生まれてから現在に至るまで(その膨張速度は)常に超光速を保っている。つまり現在我々が電磁波によって観測できる天体の中には、その天体が生まれてから現在に至るまで常に超光速の後退速度となるものが存在する[11]。

まとめると、現在我々が観測することができる最も古い時代に放たれた光は、約137億年前に約4200万光年離れた空間から放たれた光である。そしてその(光源がある)空間は、現在465億光年かなたにあり、光は137億年かけて137億光年の道のりを旅してきた、ということである。わずか4200万光年の距離を光が進むのに137億年もの時間を費やしたのは宇宙の膨張が地球への接近を阻んだためである。(これは、流れの速い川を上流へ向かう船がなかなか前に進めないことと似ている。宇宙空間の膨張は一般相対性理論より導かれる。よって電磁波の媒質である空間の膨張により地球を基点としたときの、地球から離れた場所にある光の速度が変化しても特殊相対性理論における「光速度不変の法則」とは矛盾しない。



17: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:22:13.95 ID:hIu7Syo40

なら宇宙のはしに居れば光速以上の早さで引っ張られるんじゃね?


18: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:22:51.82 ID:7W7M13360

宇宙ってのは有限の広さを持つ無限の空間なんだよ

意味はテメーらで考えろ


21: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:23:09.03 ID:/3hLwRx00

宇宙できたのが136億年前とかなのに
広さが400億光年超えてるとかもう無茶苦茶やで・・


22: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:23:48.87 ID:iZMOOBZFO

巨大なブラックホールの中という説


23: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:23:52.61 ID:6CR3USO00

こういう話が真に理解できてるやつは
世界中に100人もいないだろ実際


24: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:24:36.62 ID:1EtPauVF0

>>23
人類にはまだ誰にも理解できてないんじゃない?


89: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 12:00:54.41 ID:LvkK884J0

>>24
真実を理解してる人は一人もいないだろうけど
提唱されてる理論を理解してる人なら結構いるわ


84: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:49:21.62 ID:goAt2/4b0

>>23
今はそんなことはない
VIPに限れば1%もいないだろうが


25: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:24:50.85 ID:DaRdfqAu0

地球の全貌を知らない頃の人類もこんな気持ちだったのか


26: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:25:06.56 ID:AIUioW93O

宇宙の中の法則と宇宙の外の法則は違うんだろ


27: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:26:01.84 ID:aldufPHeO

この宇宙が銀河系みたいに何個もある空間があるのかもと思うと壮大だよな


28: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:26:36.43 ID:1EtPauVF0

なんか膨らみ方がすべての空間が均等に膨張してるとか…


29: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:26:40.21 ID:Ci9XNSPB0

一直線に進んでも端には向かってないんだよ
空間がないんだから
わっかんないだろうなー


32: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:28:10.47 ID:ZrmpLTNq0

>>29
例えば超光速航行を編み出して宇宙の端まで行っても、ぐるりと一周してもとの場所に戻ってきてしまう可能性もあるとか


33: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:30:03.28 ID:Ci9XNSPB0

>>32
元ってより知らぬ内に進路が曲がってるって感じ
進路の先にあるものが存在していない感じ


38: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:32:15.59 ID:AIUioW93O

>>32
何処までも見える望遠鏡覗くと自分の後頭部が見えるってやつか


81: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:45:59.05 ID:goAt2/4b0

>>32
それは宇宙全体の構造が空間的には3次元球面に同相であった場合の話だが
全く証明されてない
妥当そうな感じといった程度


35: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:30:37.25 ID:ibQrRfux0

>>29
なんで空間がないってわかるの?


36: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:31:09.17 ID:Ci9XNSPB0

>>35
空間があったらそこはまだ宇宙じゃん


42: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:38:15.69 ID:ibQrRfux0

>>36
なら空間がなくなる境目が宇宙の端になるんじゃないのか?


31: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:27:59.55 ID:Yd8GcTY00

宇宙は一つじゃないよな・・・・どう考えても


40: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:34:52.81 ID:5zM4i+2H0

なんかこのスレ読んでたら頭痛くなってきた


41: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:36:56.54 ID:hIu7Syo40

実際のとこ神様がそう見えるように調整してるだけですでに無限に広いんだよね


43: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:40:19.18 ID:X0v+2/JP0

そして関係ないけど元々光速超えてると相対性理論にひっかからない


45: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:41:59.75 ID:D+gJYwF/O

空間が無いって何?
無いのに広げられるの?


47: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:43:31.41 ID:10S1pYLZO

縮小し始めて程よく年月がたったら凄く遠くの知的生命体からの電波とか届くのかね?
夜もかなり明るくなったり


48: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:43:36.92 ID:RLgTLTpy0

このまま、どんどん膨張して、
そのうち星と星の間もものすごく離れて
宇宙がスカスカになって終わるらしいね

宇宙の終焉 - Wikipedia
ブラックホールが全て蒸発した後には、宇宙背景放射の光子とブラックホールの蒸発で生まれた光子だけが宇宙を満たした状態になる。この時代の宇宙は絶対零度に限りなく近いため、光子のエネルギーは非常に低い。よってこれらの光子から再び物質粒子が生成されることはあり得ず、放射のみが存在する宇宙が指数関数的に膨張していき、絶対零度に向かって永遠に冷却し続けることになる。
この極低温の状態はビッグフリーズ (Big Freeze) やビッグチル (Big Chill) などと呼ばれている。これは19世紀に考えられていたエントロピー増大の過程とは別の物理過程の結果生じるものであり、いわゆる熱的死とは別の状態である。




49: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:45:52.49 ID:msi0Y7Jg0

物質は光速を超えられないが、空間は物質じゃないから光速を超えられる。よって矛盾しない


50: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:46:37.88 ID:d5yKu89x0

そもそもなにを持って空間と認識してるの?
重力の影響範囲?素粒子の存在する範囲?
光より早い素粒子が外に向かって散らばってるとかそういうことなの?


82: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:46:58.51 ID:goAt2/4b0

>>50
空間そのものは無定義用語だが
数学の多様体と同一視されている


83: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:47:12.11 ID:UYjomkD50

>>50
素粒子や波の範囲であってる


55: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:52:54.02 ID:X0v+2/JP0

特殊って一般を慣性系かなんかに限定した場合ってだけじゃないの?知らないけど


64: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:58:47.63 ID:oq2eDfG20

>>55
重力場も組み込んでより一般的になったのが一般相対性理論

物理学科じゃないからかじった程度の知識だけど
Spacetime_curvature.jpg
Image Credit:Johnstone

一般相対性理論 - Wikipedia
一般相対性原理と一般共変性原理および等価原理を理論的な柱とし、リーマン幾何学を数学的土台として構築された古典論的な重力場の理論であり、古典物理学の金字塔である(レフ・ランダウは、一般相対論は現存する物理学の理論の中で最も美しい理論だと述べている)。測地線の方程式とアインシュタイン方程式(重力場の方程式)が帰結である。時間と空間を結びつけるこの理論では、アイザック・ニュートンが発見した万有引力はもはやニュートン力学的な意味での力ではなく、時空連続体の歪みとして説明される。




57: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:53:56.05 ID:2cjQG+WMO

物理学もここまでくると文学だな


59: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:56:12.28 ID:AIUioW93O

なんかもう言ったもん勝ちみたいな感もあるよね
支持されるかどうかは別として


62: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:57:38.98 ID:02rfYTJo0

>>59
実際言ったもん勝ちじゃね?
誰も確認できないんだからそれっぽく説明つけて
なるほどそうだったのかとみんな納得させればいいんだもの


95: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:00:47.84 ID:jhdzBJv30

>>62
まず数学的な整合性が取れてないと話にならない。
数学で考え、あまりに高度になってくると物理学者の手に負えなくなって数学者に部分的に依頼したりする。
ペンローズみたいのは数学者でもあるからいいが。
さらに、これまでの観測結果を説明できるものでないとならない。
新しい観測結果が出ることで否定されるまでは理論として通用するというだけ。

言ったもん勝ちって…サッカーの韓国チームではないんだから。


61: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:56:30.53 ID:6tvc4V+R0

このままいくとどうなるんだろうな
速度が上がり続ければいつか宇宙が無限大まで引き伸ばされてバラバラになるとか
ある時点で今度は収縮を始めてまた一点になるとか色々説があるけど


63: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 10:58:33.66 ID:ibQrRfux0

結局わかんねーからどうでもいいよ
人類が冥王星あたりまで到達したときに考えればいい


68: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:07:37.58 ID:Fbrs87Dc0

そもそも相対性理論が正しいとは限らない見解なんだが


71: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:13:47.78 ID:WRilomdE0

>>68
相対性理論のどこが正しくないのか指摘しないと意味ないぞ、それ


69: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:09:23.68 ID:N/oLbcCX0

3次元的にここが中心でここが端っていう
座標みたいな認識はできないんだっけ?
頭がこんがらがるね宇宙のこと考えると


76: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:35:39.69 ID:wJR8cu4pP

よくある間違いとして

150憶光年先の星と聞いて、そこまでの距離が150憶光年と思ってはいけない
それはあくまで光行距離と言って光が旅してきた距離でしかなく、
宇宙は膨張してるために、光が届くまでにその星はどんどん遠ざかってて、実際はもっともっと遠くにある
その実際の距離は共動距離と言われ、光行距離が150憶光年なら、共動距離はざっと450憶光年以上はあるはず

宇宙の大きさ・年齢 - Wikipedia
「天体から放たれた光が地球にたどり着くまでの時間に光速をかけたもの」は《光行距離》 (Light travel distance) と呼ばれている[12]。これは光が地球に届くまでの間に、光の旅した道のりを表す。光行距離では、電磁波により観測される宇宙[13]の果てから地球までの光の旅した道のりは約137億光年と推定されている。これは光速に宇宙の年齢をかけたものだが、この値は先に述べた2つの距離(465億光年、4200万光年)と値が異なっている。なぜならば、光が地球に届く間に宇宙が膨張し、そのため光の道のりが延び、また光を放った空間が遠ざかるからである。つまり光行距離はある時刻における空間上の2点間の距離を指し示すものではない。天文学では光行距離を天体までの距離とみなすことが多いが、それは現在の天体までの距離や、天体が光を放ったときの天体までの距離を示すものではない。それはあくまで、我々に届く光が旅した道のりである。



79: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:44:53.21 ID:goAt2/4b0

宇宙の膨張というのは方眼紙のマス目が相似を保ったまま拡大していくようなもの
だから「膨張の中心」などというものはない
なぜこれが正しと言えるのかというと,そもそもの前提として宇宙が一様等方であることを仮定しているから
これはある程度観測的には間違いではないと分かっている


87: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 11:55:24.13 ID:tm04m77i0

光の速さって宇宙の大きさに比べたらクッソ遅すぎだよな
8分もかけて太陽までしかいけないんだぜ


96: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:00:55.60 ID:9embOP34O

三次元球面てこと?

ひもが回収可能云々てポアンカレ予想の話で聞いたことあるんだけど
それって証明されたんじゃないの?


97: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:04:07.91 ID:goAt2/4b0

>>96
数学は実際の宇宙の在り様とは関係なくて
ポアンカレ予想が証明されたところで
そもそも宇宙が単連結で閉じてるとは証明されてないしされ得ない
P1S2all.jpg
Image Credit:Maksim-bot

ポアンカレ予想 - Wikipedia
ポアンカレ予想とは、

単連結な3次元閉多様体は3次元球面S3に同相である。

という予想であり、1904年にフランスの数学者アンリ・ポアンカレによって提出された。以来ほぼ100年にわたり未解決だったが、2002年から2003年にかけてロシア人数学者グリゴリー・ペレルマンはこれを証明したとする複数の論文をarXivに掲載した。これらの論文について2006年の夏ごろまで複数の数学者チームによる検証が行われた結果、証明に誤りのないことが明らかになり、ペレルマンには、この業績によって2006年のフィールズ賞が贈られた(ただし本人は受賞を辞退)。




98: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:10:53.54 ID:9embOP34O

証明され得ないことがもう証明されちゃった感じ?


99: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:13:49.78 ID:goAt2/4b0

>>98
そういうことではなく
物理学(に限らないが)の理論の「証明」は実験や観測によってのみなされるものだから


102: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:22:32.76 ID:ChQSS5uTO

今の地球の技術じゃマジで釈迦の掌の上にいる孫悟空だからな
将来的に解明されるとしても百年単位掛かるんじゃね


112: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:48:51.34 ID:GJ6mrFy60

とりあえず現状の宇宙の膨張を起こしている斥力では引力による銀河や太陽系やらの結束を引き裂くことはできない
とは聞いたことがある


116: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:54:16.69 ID:GJ6mrFy60

物質の密度はどんどん薄まってるらしいよ

で、遠方の銀河が遠ざかっていく速度は(この銀河系からの)距離にほぼ比例してる
つまり自動的に一定以上の距離に達したら遠ざかっていく速度は必然的に光の速度を超える
ということ


120: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 14:01:07.75 ID:0CexJsktO

>>116
光速に達する地点ってどこらへんなん?


122: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 14:08:03.08 ID:GJ6mrFy60

>>120
130光年とか150光年とかその辺だったはず


118: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:56:31.56 ID:+RKAB/EP0

つか、こんだけデカいんだからもう有限だろうが無限だろうが無限みてーなもんだろ


119: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:59:42.59 ID:RsaRTeRr0

地球は有限なのがオシイな


121: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 14:03:15.12 ID:/r71yTav0

>>119
地球が無限とか冒険ロマンだな
嫌だけど


113: 以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします 2012/09/05(水) 13:49:11.18 ID:0CexJsktO

わけがわからないよ!




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