momo124

2025/1/2 10:38

55回答

宇宙の膨張に関して、 宇宙の先端は、光速を超えているけど、空間が超えているから問題ない、という回答がありました。 この空間とは、相対性理論で歪む空間、と同じ意味における空間なのでしょうか。

宇宙の膨張に関して、 宇宙の先端は、光速を超えているけど、空間が超えているから問題ない、という回答がありました。 この空間とは、相対性理論で歪む空間、と同じ意味における空間なのでしょうか。

天文、宇宙 | 物理学・258閲覧・xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">50

ベストアンサー

ideas

2025/1/2 20:29

＞レールが非常に伸びても、地球から見たレールの先端は、常に、秒速Ｌとなります＜ ↑これは正しいです。 宇宙膨張はその時代によって減速→加速と変化してますけどそれはわずかなのでほぼ等速と考えたほうが理解しやすいと思います。 等速、つまり「常に、秒速Ｌとなります」です。 空間の膨張で天体が遠ざかるのも速度に違いは無いので「光速を超える…」も正しい。また空間膨張で光が遠ざかる速度も光速にプラスされるので光の速度も「光速を超える…」が正しい。 結果として宇宙のどの場所から見てもその場（局所慣性系）の光速は不変。だけど大局的には可変となります。 光速不変とか情報は光速を超えないとかの常識は宇宙膨張（一般相対性理論の世界）ではもう成り立たない。

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

ありがとうございます。 理解は難しいですが、非常に面白いと思っています。

お礼日時：1/13 12:50

その他の回答（4件）

qqq********

カテゴリマスター

2025/1/7 12:18

＞空間とは、相対性理論で歪む空間、と同じ意味における空間なのでしょうか。 そうです。 同じ空間です。 相対性理論で歪む空間は重力が関わってます。 私が回答したものを載せてみます。 前置きに時間の問題も載せてます。 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13305408823?notice_type=ba なお太陽が爆発した状況は、そこに載せているV８３８という超新星爆発に似たものです。 即ち上手く球状に囲って、更に中心から湧き出て来る水素を塞いだ為です。 しかし一度この爆発を起こすと、もう太陽は最初のように純粋な水素の塊状態がなくなって、多くの不純物が混ざってしまって、それでもう綺麗な膜状態が出来ない考えになります。 これでは爆発する原因もなくなったようなものです。

dragonfly

2025/1/2 23:54

「空間が膨張する」というのは、素人向けの数式の無い解説書によく見られる表現ですが、一般相対性理論の専門書を見れば、そんな表現は使われていません。そもそも、空間には実体が無いので、実体が無い空間が膨張したりなんかしません。 「宇宙の膨張」というのは、遠くの銀河が実際にいわゆる光速を超えて遠ざかっていくことを言います。では、いわゆる光速(30万km/s)を超えて物体が動くことに問題はないのか？ ですが、問題ありません。 1905年に発表された特殊相対性理論： 重力が働かない慣性系では、光速は不変であり、その光速より速く動くことはできない。 1915年に発表された一般相対性理論： 重力が働く場合や非慣性系では、そもそも光速が不変ではない。いわゆる光速の30万km/sより速く動くことも許される。 です。もちろん、後から発表された一般相対性理論の方が正しいのです。 「空間が膨張する」などという素人だましのおかしな説明は正しい理解の役には立たないので、忘れた方がよいです。

momo124

質問者2025/1/3 11:18

ありがとうございます。 かなり理解が難しくなってきました。もう少し勉強しようと思います。 なお、別冊ニュートン（相対性理論）を見ますと、遠くの光速を超えた銀河が発した光は、地球には届かない、とあり、ここでは、銀河の速度と、光の速度の足し算をしています。 光速が不変でない、事で理由が付くのでしょうが、非常に難解だと思いました。

多度C

カテゴリマスター

2025/1/2 15:56

宇宙の膨張というのはもともと一般相対性理論がもとで出てきた概念ですので、もちろん相対性理論であつかう時空の空間です。 宇宙の膨張は326万光年の距離が1秒間で70kmほど伸びる、というものです。 この割合でいくと、140億光年以上の距離だと1秒間で伸びる距離が30万kmを超えるので 秒速30万kmである光速より上だねって話です。 ですから、場所ではなく距離によるんです。 宇宙の先端というような場所がもしあって そこから326万光年離れた所からその先端を見たら、光速よりずっと遅い秒速70kmというスピードにしか見えません。 だから何かが光より速く動いているというわけではないんです。

momo124

質問者2025/1/2 16:37

話がずれるかもしれませんが、例えば、地球から延びる、長さＬのレール（棒）があっとします。そのレールは、秒速Ｌで伸びていくとします。 ０秒：長さＬ １秒：長さ２Ｌ ２秒：長さ３Ｌ ３秒：長さ４Ｌ で、０秒の時、レールＬの先の先端にいるＡの位置は、 １秒後、２Ｌ、２秒後、３Ｌ、３秒後、４Ｌですので、Ａは、常に、秒速Ｌとなります。 また、０秒の時、レールの中間にいるＢの位置は、 １秒後、Ｌ、２秒後、（３／２）Ｌ、３秒後、２Ｌですので、Ｂの秒速は、常に、（１／２）Ｌとなります。 この話は、宇宙が均等に膨張している、という事で、あっていると思います。 しかし、これから考えると、現在、宇宙の遠くが光速を超えていた場合、過去にさかのぼって、地球から近い場所であっても、光速を超えていたと思うのですが、どこに考えの誤りがあるのでしょうか。

kwt

カテゴリマスター

2025/1/2 11:14

概念が違います。 東大；須藤靖さんの市民講演資料より、 https://www-utap.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~suto/myresearch/hino-shimindaigaku-2020Dec5.pdf 前書きの引用回答では、てにをはの類になりますが、「宇宙の先端の膨張速度は光速を超えているが、空間が超えているから問題ない」とのことですが、別に、先端にこだわる必要はなく、 宇宙は膨張している、 その膨張率は、距離にして◯◯pc／pcである。 遠いところ（✖️✖️pc地点）の膨張速度を計算すると、光速を超えることになる、 ただし、これは、遠く離れた宇宙空間が膨張する速度であって、物質などが移動する速度ではない。 故に、光速度不変の原理が破れている訳ではない。 と、なります。 この膨張する宇宙の空間は、アインシュタイン方程式では宇宙項（Λ；斥力）として扱われるものであり、コールドダークマター（CMD）やバリオン（物質）の存在による重力場の歪み（時空の歪み）とは異なる概念です。

momo124

質問者2025/1/2 14:54

ありがとうございます。 いろいろな情報がごっちゃになって、上手く表現できないのですが、 遠いところの速度を計算すると、光速を超えてしまう、しかし、物質が光速を超えてしまうと、相対性理論に反するから、空間が膨張している、「ということにした」、ということでしょうか。 ただ、これですと、「光速を超えてしまう理由が、空間が膨張しているから」、と言う回答がおかしいようにも思いました。